Modulacion msk y gmsk

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MODULACIÓN MSK Y GMSK

Por: Álvaro González

Caracas, 24 de Junio de 2010
INTRODUCCIÓN

La modulación minimum shift keying es parecida a una modulación FSK con una desviación máxima igual a la mitad de la tasa de bits, la palabra Minimun significa que es el menor valor (mínima separación de frecuencia) que es factible de ser demodulada coherentemente ortogonal. Cuando el filtro utilizadodespués del stream de bits es Gaussiano la modulación se denomina GMSK, que es la utilizada en el sistema celular GSM. Las principales razones por las que utilizan esta modulación en GSM-DCS es por su buena eficiencia espectral 1,4 bits/Hz y por su resistencia a la interferencia de canales.

El sistema de modulación MSK, básicamente consiste en una modulación FSK con controlpreciso de varios parámetros. La frecuencia de la portadora es de 1/4 de la velocidad de transmisión en baudios, la fase de la portadora varía exactamente en 90º durante cada período de transmisión, la amplitud de la señal es constante y el ancho de banda es levemente menor que BPSK:
BW|minima = 1,2/T T ≡ periodo

Un inconveniente de MSK es quese producen varias bandas laterales indeseadas, que ensanchan el espectro de la señal. Si se utiliza MSK filtrada con filtros pasa banda, para eliminar las bandas laterales indeseadas, la fase de la portadora no varía exactamente en 90º y la amplitud no se mantiene constante.

La inserción de filtros gaussianos en el modulador MSK permite reducir aún más el espectro, pero también se reduce laresistencia a las interferencias de la señal. En general, el espectro de una señal GMSK será un 12-15 % mayor que el Rb. Son posibles valores menores, pero a cambio de experimentar una gran degradación de la inmunidad al ruido de la señal.
La modulación MSK presenta una buena inmunidad al ruido si se usa un demodulador coherente. No es difícil apreciar que la finalidad de estos tipos de modulaciónes ocupar menos espectro y usar los demoduladores clásicos de detección de frecuencia. Pero en la práctica esto es bastante difícil. La modulación de MSK y GMSK se hace variando la fase de la señal por lo que es necesario usar demoduladores coherentes para poder aprovechar estos tipos de modulación.

DESARROLLO

DIAGRAMA DE BLOQUES:

El circuito para modular en MSK es más complejo y esaproximadamente como en la figura siguiente. Hay varios y diversos circuitos moduladores de MSK, pero el principio básico es el mismo y es importante comprenderlo

La diferencia entre el diagrama de bloques de MSK y GMSK es la utilización de un filtro Gaussiano.

La Figura muestra un modulador y demodulador típico MSK. Multiplicando una señal portadora por cos[p t/2T], se producen dos señalescoherentes en fase a las frecuencias fc+1/4T y fc-1/4T. Estas dos señales FSK se separan usando dos filtros paso banda estrechos y se combinan apropiadamente para formar las dos señales en fase y en cuadratura, x(t) e y(t) respectivamente. Estas portadoras se multiplican por las cadenas de bits impares y pares, mI(t) y mQ(t) para producir la señal modulada MSK sMSK(t).

En el receptor (demodulador)de la figura, la señal recibida sMSK(t) (en ausencia de ruido e interferencias) se multiplica por las portadoras respectivas en fase y en cuadratura. La salida de los multiplicadores se integra durante dos periodos de bit y se introduce en un circuito de decisión al final de estos dos períodos. Basado en el nivel de la señal a la salida del integrador, el dispositivo de decisión decide si la señales 1 ó 0. Las cadenas de datos de salida se corresponden con las señales mI(t) y mQ(t), que se combinan para obtener la señal demodulada.

GMSK:
En GMSK, los lóbulos laterales del espectro de una señal MSK se reducen pasando los datos modulantes a través de un filtro Gaussiano de premodulación. El filtro gaussiano aplana la trayectoria de fase de la señal MSK y por lo tanto, estabiliza las...
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