即高斯最小频移键控，GMSK 是一种基于频移键控的调制形式，它没有相位不连续性并提供频谱的有效使用以及启用高效无线电功率放大器。

概述： 

      GMSK调制是基于 MSK调制的，MSK本身就是一种连续相位频率偏移调制，CPFSK。标准形式  PSK 的一个问题是边带从载波延伸出来。为了克服这个问题，可以使用MSK 及其衍生的 GMSK。这里没有相位不连续，因为频率变化发生在载波过零点。这是由于 MSK的独特因素，逻辑状态和逻辑零状态之间的频率差总是等于数据速率的一半。这可以用调制指数来表示，它总是等于0.5。

        MSK信号的频谱图2显示，边带的扩展远远超过了等于数据传输速率的带宽。可以通过在将调制信号应用于载波之前将其通过低通滤波器来减少这种情况。对滤波器的要求是，它应该有一个尖锐的截止，窄的带宽和它的脉冲响应应该显示没有过冲。理想滤波器被称为高斯滤波器，它对脉冲有高斯形状的响应， no ringing。通过这种方式，基本的 MSK 信号被转换成GMSK调制。

                                                         图 2

         MSK调制使相位变化线性化，并限制在± (π/2) 比特间隔 T，这使得 MSK 能够提供一个比 QPSK 明显改善。由于线性相位变化的影响，功率谱密度具有较低的旁瓣，有助于控制相邻信道的干扰。但是主瓣比正交移位键控变宽了。  

如何产生GMSK调制?

       GMSK调制主要有两种产生方式。最明显的方法是使用高斯滤波器对调制信号进行滤波，然后将滤波器应用到调制指数设置为0.5的频率调制器中。这种方法非常简单和直接，但它的缺点是调制指数必须精确等于0.5。在实际应用中，由于元件公差偏移，无法精确设定，因此不宜采用这种模拟方法。

下图3为使用 VCO的 GMSK 调制器：

                                                            图3

       第二种方法应用更为广泛。这里使用了所谓的正交调制器。正交这个术语意思是，一个信号的相位是正交的，或者与另一个信号的相位是90度。正交调制器使用一个被称为同相的信号和另一个被称为正交的信号。鉴于同相和正交元件，这种类型的调制器通常被称为I-Q调制器。使用这种调制器，调制指数可以精确地维持在0.5，不需要任何设置或调整。这使它更容易使用，并能够提供所需的性能水平，而无需调整。对于解调，这种技术可以反向使用。

GMSK调制器，使用 I-Q调制器，如下图4所示。

                                                           图4

GMSK 调制的优点:

无线电通信系统中使用 GMSK 调制有几个优点。

一是，与其他相移键控模式相比明显提高了频谱效率；

二是，它可以被非线性放大器放大并保持不失真。这是因为信号中没有作为幅度变化携带的元素。当使用小型便携式发射器（例如蜂窝技术所需的发射器）时，这一优势尤为重要。非线性放大器在将来自电源轨的直流电源输入转换为射频信号方面效率更高。这意味着给定输出的功耗要少得多，从而导致电池消耗水平较低 。

三是，再次来自于没有任何信息作为幅度变化携带的事实。这意味着与某些其他形式的调制相比，它不受幅度变化的影响，因此对噪声更具弹性，因为大多数噪声主要是基于幅度的。

 

GMSK，高斯最小频移键控被证明是一种特别成功的调制形式，适用于 GSM 和一些其他无线电通信系统。它结合了频谱效率和实现高效功率放大器操作的能力，使其成为当时无线电通信系统的绝佳选择。 

本文为译文：原始文档来源于：https://www.electronics-notes.com/articles/radio/modulation/what-is-gmsk-gaussian-minimum-shift-keying.php