通過是否需要提取GMSK信號(hào)的載波相位和頻偏，可將GMSK解調(diào)分為相干和非相干兩種方式。相干解調(diào)需要收發(fā)端信號(hào)的載波、相位和顏偏完全一致，因此需要進(jìn)行載波同步、相位同步等算法，是一種精確度較髙的解調(diào)方法，適用于接收機(jī)擁有載波恢復(fù)電路的情況。但這種解調(diào)技術(shù)不僅提高了接收機(jī)的成本，而且在信干比、信噪比較小的時(shí)候，同步和估計(jì)的技術(shù)效果較差。

對(duì)于短突發(fā)情況，更能使用，因此有時(shí)只能選取誤碼性能差一些的非相干解調(diào)算法。非相干解調(diào)技術(shù)中以差分解調(diào)最為典型，解調(diào)端無需進(jìn)行載波、相位同步和相位的提取。本人在十幾年前在移動(dòng)集群通信系統(tǒng)中就采用了差分解調(diào)，而后在船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）中也采用了此算法。下面這個(gè)系列文章可以讓你充分了解該算法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)一席談之二十五 GMSK差分解調(diào)仿真(11)AIS系統(tǒng)的組成

一般情況下，相干解調(diào)的性能優(yōu)于非相干解調(diào)，但相干解調(diào)對(duì)本地恢復(fù)的載波頻率以及相位較為敏感，如果本地載波恢復(fù)不理想，會(huì)造成嚴(yán)重的解調(diào)失真，所以相干解調(diào)需要接收端設(shè)計(jì)復(fù)雜的載波恢復(fù)電路，常用的載波恢復(fù)方法因鎖定時(shí)間較長，基本不適合突發(fā)通信，從而基本不應(yīng)用于突發(fā)通信，尤其是短突發(fā)情況，因此在較短時(shí)間內(nèi)會(huì)存在載波頻率及相位恢復(fù)精度不足甚至無法恢復(fù)的缺陷。非相干解調(diào)法雖然性能略遜于相干解調(diào)（準(zhǔn)相干解調(diào)性能只有較小差距），但是具有一定的抗頻偏以及抗相偏的能力，且硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。本文對(duì)1bit相位差分解調(diào)，2bit相位差分解調(diào)以及線性近似的GMSK解調(diào)原理進(jìn)行闡述，然后通過仿真對(duì)比分析誤碼率性能以及抗頻偏性能，確定系統(tǒng)最終解調(diào)方案。

GMSK信號(hào)最佳解調(diào)算法是相干條件下的MLSE檢測(cè)算法 ，此時(shí)GMSK的誤比特率與QPSK的接近，但是這種算法需要準(zhǔn)確地恢復(fù)相干載波，增加解調(diào)器的復(fù)雜度 ，且在移動(dòng)快衰落環(huán)境 下 ，對(duì) 相干載波相位的恢復(fù)是相當(dāng)困難甚至是不可能的 ，從而導(dǎo)致解調(diào)器的誤比特率存在下限，因而不適合衛(wèi)星移動(dòng)信道環(huán)境下應(yīng)用。

非相干解調(diào)算法(如差分解調(diào)、限幅鑒頻等)不需要對(duì)載波相位進(jìn)行恢復(fù) ，因而解調(diào)相對(duì)簡(jiǎn)單，但在AWGN信道 ，其性能比相干解調(diào)要差許多。根據(jù)Laurent分解原理，GMSK信號(hào)可以分解為多個(gè)PAM信號(hào)的和，此時(shí)可以采用準(zhǔn)相干解調(diào)方式，這種解調(diào)算法不需要恢復(fù)相干載波，通過采用信道估計(jì)匹配濾波 的方法進(jìn)行解調(diào)，與最佳相干MLSE解調(diào)算法相比，其性能損失不大，但算法的復(fù)雜性和運(yùn)算量大大降低。另外 ，GMSK進(jìn)行準(zhǔn)相干解調(diào)時(shí)，對(duì)位同步要求簡(jiǎn)單，具有一定的抗干擾特性。因此，在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中選用GMSK信號(hào)且采用準(zhǔn)相干解調(diào)算法是比較合適的。

為何之前提到的集群通信系統(tǒng)中沒有采用準(zhǔn)相干解調(diào)算法呢？這不僅要考慮之前所說的因素，還要考慮發(fā)送端，因?yàn)榫幋a方式的不同會(huì)導(dǎo)致解調(diào)算法的差異！先來看一篇碩士論文，它里面把解調(diào)方式之間的差異講的比較明白，不足之處也一并指出！請(qǐng)大家同時(shí)要注意發(fā)端的差異！??！

2bit相位差分解調(diào)與1bit相位差分解調(diào)最大的區(qū)別是發(fā)射端需要采用差分編碼。在AIS系統(tǒng)中，發(fā)端采用的NRZI編碼也是一種差分編碼方式，因此如果采用2bit相位差分解調(diào)算法，可以在接收端直接恢復(fù)出原始碼元，不需要進(jìn)行NRZI解碼。當(dāng)年本人開發(fā)的集群系統(tǒng)中也是這樣的情況！

本段解釋了為何需要進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)！沒有提到發(fā)端需要差分編碼？請(qǐng)謹(jǐn)記：沒有差分編碼無法進(jìn)行這樣的準(zhǔn)相干解調(diào)！

圖中的信噪比值是錯(cuò)誤的，這是論文的瑕疵，作者不知道信噪比和EbNo的換算！還有準(zhǔn)相干解調(diào)的信噪比優(yōu)勢(shì)沒這么小，才不到2dB？不可能！

注：不能單議頻偏值，還要看符號(hào)率！最好給出頻偏和符號(hào)率的比值！

準(zhǔn)相干解調(diào)對(duì)于頻偏的敏感性確實(shí)非常大！看看本人在這方面所作的仿真，就是在之前的程序上加入頻偏，再看誤碼性能！先看視頻講解，再看代碼！

代碼來啦！

審核編輯：劉清