GMSK调制解调原理和应用

2024年3月30日发(作者：减免申请)

GMSK调制与解调技术

（电子与通信工程 陈斌 2）

GMSK简介

GMSK调制技术是在MSK基础上经过改进得到的，MSK（Minimum

Frequency Shift Keying，最小频移键控）是二进制连续相位FSK（Frequency Shift

Keying，频移键控）的一种改进形式。在FSK方式中，每一码元的频率不变或

者跳变一个固定值，在两个相邻的频率跳变码元信号之间，其相位通常是不连续

的。MSK就是FSK信号的相位始终保持连续变化的调制方式。采用高斯滤波器

制作前基带滤波器，将基带信号成型为高斯脉冲，在进行MSK调制，称为GMSK

调制。

GMSK特点：

功

率

谱

MSK

密

度



ff

c



t

图1

从图中可看出，MSK调制方式具有恒定的振幅，信号功率频谱在主瓣以外

衰减较快。MSK信号的功率更加紧凑，占用的带宽窄，抗干扰性强，是适合在

窄带信道传输的一种调制方式。在移动通信系统中，对信号带外辐射功率的限制

十分严格，比如衰减要求在70~80dB以上。MSK信号不能满足这样的苛刻要求，

而高斯最小频移键控（GMSK）往往可以满足要求。

GMSK调制

GMSK调制的一般原理

MSK调制是调制指数为0.5的二进制调频，其基带信号为矩形波形。为了

压缩MSK信号的功率，可在MSK调制前加入高斯低通滤波器，称为预调制滤

波器。对矩形进行滤波后，得到一种新型的基带波形，使其本身和尽可能高阶的

导数连续，从而得到较好的频谱特性。GMSK调制原理方框图如下所示。

输入

调

制

滤

MSK

调制器

预

输出

波器

为了有效地抑制MSK的带外辐射并保证进过预调制滤波后的已调信号能采

用简单的MSK相干检测电路，预调制滤波器必须具有以下特性：

1.带宽窄并且具有陡峭的截止特性；

2.冲击响应的过冲较小；

3.滤波器输出脉冲面积为一常量，该常量对应的一个码元内的载波相移为



2

。

其中，条件1是为了抑制高频分量；条件2是为了防止过大的瞬时频偏；条

件3是为了使调制指数为0.5.

高斯低通滤波器的传输函数为

2

H



f



exp





a



f

2





（1.1）



式中，a是与高斯滤波器的3dB带快

B

b

有关的一个常数。有3dB带宽定义有

H

2



B

b





即

exp2

a

所以

aBb

由此可见，改变a，

B

b

将随之改变。

1

2

（1.2）



2

B

2

b





2

1

（1.3）

1

ln20.5887

（1.4）

2