O’zbekiston respublikasi raqamli texnologiyalari vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari farg’ona filiali

30 - Laboratoriya mashg‘uloti.
GMSK modulyatsiyasini tadqiq etish
Ishdan maqsad: GMSK modulyatsiyasini o‘rganish.


Nazariy qism

GMSK - minimal chastotali ofsetli Gauss modulyatsiyasi. GMSK doimiy tashuvchi chastotada berilgan chastota diapazonida maksimal uzatish tezligiga imkon beradi.

MSK minimal masofasi bilan chastotalarni modulyatsiya qilish raqamli radio signalning havoda o'tkazuvchanligini kamaytiradi. Biroq, hatto ushbu modulyatsiya turi ham mobil aloqa uchun zamonaviy radio tizimlarga qo'yiladigan barcha talablarni qondirmaydi. Odatda, radio uzatgichdagi MSK signali an'anaviy filtr bilan qo'shimcha ravishda filtrlanadi. Shuning uchun havodagi radiochastotalar spektri yanada tor bo'lgan boshqa modulyatsiya turi paydo bo'ldi.
O’rnatilgan chastota diapazonining torayishiga tayanch tarmoq signalini past chastotali filtr bilan Gauss impulsli javob bilan oldindan filtrlash orqali erishildi. GMSK signalining o'tkazuvchanligi uzatilgan belgining davomiyligi va BT Gauss filtri o'tkazuvchanligi mahsuloti bilan aniqlanadi. Har xil GMSK turlarini bir-biridan ajratib turadigan bu B o'tkazish qobiliyati.
Gauss filtrining impuls reaktsiyasi quyidagi formula bilan tavsiflanadi:

bu erda B - filtrning 3 dB tarmoqli kengligi.
19,2 kBaud modulyatsiya tezligi uchun hisoblangan BT = 0,7 ga teng bo'lgan Gauss filtrining impuls ta'sirining grafigi 1-rasmda keltirilgan.

Rasm 1. Gauss filtrining impuls reaktsiyasi grafigi
T o'qi bo'yicha vaqt sekundlarda chizilgan. 2-rasmdagi turli xil B o'tkazuvchanlik kengligi uchun Gauss filtrlarining chastotali javob uchastkalari.



Rasm 2. Turli BT uchun Gauss filtrlarining amplituda-chastota xarakteristikalarining grafikalari
Ushbu grafada 3 dB chiziq chizilganida 19,2 kHz tezlik tezligiga mos keladigan 19,2 kHz chastota birligi 0,3, 0,5 va 0,7 tarmoqli kengligi hosil bo'ladi. BT = 0,7 bilan chastotali modulyatsiyalangan signalning og'ish grafigi, modulyatsiya signalining vaqt diagrammasiga to'g'ri keladi, 3-rasmda keltirilgan.

Rasm 3. Gauss modulyatsion signalining GMSK ning BT = 0,7 chastotali og'ishi
Ushbu signalning shakli Gauss filtri chiqishidagi kuchlanish bilan, og'ish qiymati esa m modulyatsiya ko'rsatkichi bilan aniqlanadi. GMSK uchun modulyatsiya indeksi m = 0,5 ga teng. Shunga mos ravishda, masalan, 19,2 kBud tezligi, chastota og'ishi ± 4,8 kHz ni tashkil qiladi. Ushbu signaldagi nol uzatish chastotasi bitta uzatish chastotasidan 9,6 kHz bilan farq qiladi - bu belgining tezligining yarmi.
Gauss filtrining o'tkazuvchanligi qanchalik kichik bo'lsa, radio signalining o'tkazuvchanligi qanchalik tor bo'lsa (yoki ma'lum bir chastota kanalida uzatish tezligi qanchalik baland bo'lsa), lekin shu bilan birga, GMSK radio signalidagi ramzlararo buzilish kuchayadi. Filtrning o'tkazuvchanligi va BT = 0,3 belgisining davomiyligi mahsuloti bilan bunday GMSK signalining namunasi 4-rasmda keltirilgan.

Rasm 4. Gauss modulyatsiyasi signalining GMSK ning BT = 0,3 chastotali og'ishi
Rasmda GMSK signalining kamida uchta bir xil belgilar uzatilgandagina 4,8 kHz chastotaga etganligi aniq ko'rsatilgan. Nol va bitta ketma-ketlikni uzatishda signal og'ishida nominal qiymatga erishish uchun vaqt bo'lmaydi. Grafik shuni ko'rsatadiki, bu holda og'ish ikki kilohertsdan biroz ko'proq. Ikkita nolni yoki ikkitasini uzatishda og'ish 4.8 kHz dan biroz pastroq bo'ladi.
Bir xil darajada muhim ma'lumotlar GMSK signalidagi o'zgarishlar o'zgarishi diagrammasi bilan ta'minlanadi. Ushbu diagramma shuni ko'rsatadiki, Gauss filtri tomonidan qayta ishlanganidan keyin ikkilik signal kerakli faza qiymatiga erishish uchun vaqt topa olmaydi. Masalan, 5-rasmda BT = 0,7 uchun panjara diagrammasi ko'rsatilgan. Ushbu filtrning o'tkazuvchanligi bilan diagramma deyarli buzilmaydi. BT = 0,3 da panjara buzilishi ko'proq bo'ladi.

Rasm 5. GMSK signalidagi o'zgarishlar o'tish tarmog'i
Bu BT = 0,3 da GMSK signalining vektor diagrammasini ko'rsatadigan 6-rasmda aniq ko'rinadi. Qaror qabul qilish nuqtasida, ramzlararo buzilishlar tufayli signal beshta qiymatga bo'linishi aniq, bu uzatilayotgan ma'lumotni xatosiz qabul qilishni qiyinlashtiradi.

Rasm 6. BT = 0,3 da GMSK signalining vektorli diagrammasi
Simvollararo buzilish avvalgi belgilarga bog'liq va shuning uchun radio yo'lining qabul qilinish qismida ma'lum. Ular odatda ekvalayzer yoki Viterbi konvolyutsion dekoderi yordamida yo'q qilinadi.
GMSK modulyatsiyasidan foydalanishning afzalligi radio signalining doimiy darajasidir (6-rasmda signal vektori aylana bo'ylab harakatlanadi), bu radio uzatgichda chiziqli bo'lmagan kuch kuchaytirgichidan foydalanish imkoniyatini beradi. Bu sizga uzatgichning samaradorligini oshirish va shu sababli uning quvvatini oshirish va telekommunikatsiya qurilmalari hajmini kamaytirish imkonini beradi. Oxir oqibat, bu aloqa doirasining ko'payishiga olib keladi.
GMSK uchun odatda ikkita modulyatsiya sxemasidan biri qo'llaniladi - chastotali boshqariladigan osilator (VCO) va kvadratsiya modulyatori.