GSM 使用一種稱作 0.3GMSK（高斯最小頻移鍵控）的數字調制方式。0.3 表示高斯濾波器帶寬與比特率之比。 GMSK 是一種特殊的數字 FM 調制方式：給 RF 載波頻率加上或者減去 67.708KHz 表示 1和 0。使用兩個頻率表示 1 和 0 的調制技術記作 FSK（頻移鍵控）。在 GSM 中，數據速率選為 270.833kbit/sec，正好是 RF 頻率偏移的 4 倍，這樣作可以把調制頻譜降到最低并提高信道效率。比特率正好是頻率偏移 4 倍的 FSK 調制稱作 MSK（最小頻移鍵控）。在 GSM 中，使用高斯預調制濾波器進一步減小調制頻譜。它可以降低頻率轉換速度，否則快速的頻率轉換將導致向相鄰信道輻射能量。 0.3GMSK 不是相位調制（也就是說不是像 QPSK 那樣由絕對相位狀態攜帶信息）。它是由頻率的偏移，或者說是相位的變化攜帶信息。GMSK 可以通過 I/Q 圖表示。如果沒有高斯濾波器，當送
一連串恒定的 1時，MSK 信號將保持在高于載波中心頻率
67.708KHz 的狀態。如果將載波中心頻率作為固定相位基準，67.708KHz 的信號將導致相位的穩步增加。相位將以 67.708次/秒 的速率進行 360 度旋轉。在一個比特周期內（1/270.833KHz），相位將在 I/Q 圖中移動四分之一圓周、即 90 度的位置。數據 1 可以看作相位增加 90 度。兩個 1 使相位增加 180 度，三個 1 是 270 度，依此類推。數據 0 表示在相反方向上相同的相位變化。 實際的相位軌跡是被嚴格地控制的。GSM 無線系統需要使用數字濾波器和 I/Q 或數字 FM 調制器精確地生成正確的相位軌跡。GSM 規范允許實際軌跡與理想軌跡之間存在均方根（rms）值不超過 5 度、峰值不超過
20 度的偏差。
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