Choď na obsah Choď na menu
 

Modulácia GMSK - ako ju nastaviť

http://tomas.richtr.cz/mobil/gsm-mod.htm

Zpracování signálu v systému GSM

Úvod

Zdrojové a kanálové kódování

Prokládání a formátování

Modulace/Demodulace

Modulace a demodulace

Zakódovaný digitální modulační signál se přivádí do modulátoru vysílače, kde se jím moduluje nosná vlna. Pro radiotelefonní systém GSM byla jako nejvhodnější modulační metoda vybrána gaussovská modulace  s minimálním zdvihem, značená zkratkou GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Jedná se o upravenou variantu modulace MSK. Signál modulovaný metodou MSK zaujímá relativně malé kmitočtové pásmo, zůstává však nepříjemné vyzařování do sousedních pásem, které lze odstranit filtrací. Provádí se tedy předfiltrace datového signálu pomocí gaussovské dolní propusti, odtud pochází název této modulace. Protože časový průběh filtrovaného signálu neobsahuje skokové změny, nemění se skokově ani vysílaný kmitočet. U této modulace je důležitý modulační index (B x T), což je součin šířky pásma gaussovské propusti a doby trvání bitu. Pro malé hodnoty modulačního indexu klesají postranní laloky ale roste mezisymbolová interference, pro velké hodnoty je tomu naopak.

U systému GSM je použita GMSK s filtrací modulačního signálu gaussovskou dolní propustí s relativní šířkou pásma B x T = 0,3.

Frekvenční skoky nosné vlny

Dvě sousední nosné vlny mají v systému GSM odstup 200 kHz, přičemž každá z nich přenáší 8 nezávislých účastnických kanálů sdružených metodou TDMA. Jeden kanál však nevyužívá v průběhu hovoru jednu a tutéž frekvenci, ale v určitých časových intervalech "přeskakuje" mezi více nosnými frekvencemi. Systém GSM tedy používá pomalé frekvenční skoky SFH (Slow Frequency Hopping). Pomalé frekvenční skoky tak přinášejí dvě hlavní výhody.

  • Frekvenční diverzita: Pomáhá redukovat ztráty rádiového spojení v oblastech s rychlým Rayleighovým únikem.

  • Interferenční diverzita: Zvyšuje účinnost metody opětovného využití frekvencí rádiových kanálů.

Časový předstih ve vysílání

Pro správné fungování multiplexu TDMA je nutné, aby jednotlivé bursty používající sousední časové intervaly dospěly k základnové stanici ve správném čase a nedocházelo tak k překrývání, které vede k nárůstu chybovosti. Závažnost tohoto problému narůstá v okamžiku, kdy je mobilní stanice vzdálena od základnové stanice natolik, že nelze zanedbat dobu šíření rádiových vln. V klidovém stavu je mobilním stanice na příjmu, sleduje návěstní kanál (příchozí hovory) a její časování je oproti časování základnové stanice posunuto. V případě komunikace (odchozí nebo příchozí hovor) požádá pomocí přístupového burstu o přidělení řídicího kanálu. Přístupový burst má prodlouženou ochrannou dobu (252 ms) a umožňuje komunikaci na 37,8 km. Základnová stanice změří zpoždění příchozího signálu a spočítá parametr TA (Timing Advance, "předstih"), který pošle mobilní stanici. Mobilní stanic tento parametr používá tak, že signál vysílá v předstihu, daném právě tímto parametrem, který může nabývat hodnot 0 bitů (mobilní stanice velmi blízko u základnové stanice) až 63 bitů. Mobilní stanice tedy nevysílá přesně po uplynutí 3 časových intervalů od příjmu (3 x 165,25 bitů), ale po době kratší ( 3 x 165,25 - TA bitů). Z tohoto plyne i dosah systému GSM 35 km. Tohoto parametru lze využít i pro lokalizaci mobilní stanice, kdy je pomocí TA určena přibližná vzdálenost mobilní stanice od základnové a v případě porovnání výsledků od více základnových stanic lze dojí k poměrně kvalitnímu určení polohy mobilní stanice.

Začátek stránky