来源：电子查询网 作者：田日才 刘文贵

一、引言

l979年由日本国际电报电话公司提出的GMSK调制方式．有较好的功率频谱特性，较忧的误码性能，特别是带外辐射小，很适用于工作在VHF和UHF频段的移动通信系统，越来越引起人们的关注。GMSK调制方式的理论研究已较成熟．实际应用却还不多，主要是由于高斯滤波器的设计和制作在工程上还有一定的困难。

二、GMSK调制方式的工作原理及特点

调制前高斯滤波的最小频移键控简称GMSK，基本的工作原理是将基带信号先经过高斯滤波器成形，再进行最小频移键控(MSK)调制(图1)。由于成形后的高斯脉冲包络无陡峭边沿，亦无拐点，因此频谱特性优于MSK信号的频谱特性。

图1 GMSK调制

高斯滤波器的频率传输函数为

式中是与滤波器3dB带宽B有关的一个系数，其冲激响应为：

假设输入数据流为二进制非归零信号，传输速率为 。为码元宽度，其数学表示式为

式中：

或-1,其概率分别为 。GMSK是角度调制信号，已调信号写作：

式中：

表示和的卷积。

GMSK信号的瞬时频率为：

　为调制灵敏度，由下式决定：

实际上(8)式是使调制指数为的最大频偏与传信速率的约束关系。

双极性码元通过高斯滤波器产生拖尾现象，所以相邻脉冲之间有重迭。由(6)式和(7)式知，对应某一码元，GMSK信号的频偏不仅和该码元有关，而且和相邻码元有关。也就是说在不同的码流图案下，相同码元(比如同为“+1”或“-1”)的频偏是不同的。

相邻码元之间的相互影响程度和高斯滤波器的参数有关，也就是说和高斯滤波器的3dB带宽B有关。通常将高斯滤波器的3dB带宽B和输入码元宽度T的乘积BT值作为设计高斯滤波器的一个主要参数。BT值越小，相邻码元之间的相互影响越大。理论分析和计算机模拟结果表明 。BT值越小，GMSK信号功率频谱密度的高额分量衰减越快。主瓣越小，信号所占用的频带越窄，带外能量的辐射越小，邻道干扰也越小。

三、用FX489实现GMSK信号的调制和解调

FX489是CML公司一种用于GMSK调制解调的芯片，内部包括一个高斯滤波器，整形电路及其它附属电路。高斯滤波器的BT值为0.3或0.5两档可供选择。传输速率为4bps～19.2kbps，能提供发送时钟和接收时钟。图2是FX489的功能示意。

图2 FX489功能

利用FX489实现GMSK信号的调制解调见图3。码元传输速率是由FX489外接晶体震荡器的内部分频系数（脚3和4的逻辑电平）决定（表1）。高斯滤波器BT值的选择由FX489的脚15决定。当15脚为“1”时，BT值为0.5；为“0”时，BT值为0.3。图3中的 、组成FX489内部放大器的负反馈电路； 、组成的低通滤波器是增益调节电路，应满足：

、和组成信号电平调节和直流电平调节电路。

　表1

引脚"3" 引脚"4"

CLKDIVA CLKDIVB

外接晶体频率(MHz)

4.096

4.9152

2.048

2.4576

数据速率(bps)

　00

16000

19200

　01

16000

19200

8000

9600

　10

8000

9600

4000

4800

　11

4000

4800

四、性能分析及结论

图4给出FX489内部高斯滤波器的频率响应曲线。图5是GMSK的功率谱密度曲线。图6为传输眼图。见图5，当BT值为

图3 用FX489实现GMSK信号的调制解调

图4 滤波器频率响应

图5 GMSK信号的功率谱密度