MSK-GMSK

Esta página descreve as técnicas de modulação MSK (Minimum Shift Keying) e GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Abrange o modulador GMSK e o desmodulador GMSK com base no método de modulação QPSK.

Modulação MSK
GMSK é o derivado do esquema de modulação MSK e MSK é derivado da modulação Offset QPSK. No esquema de modulação MSK em vez de onda de pulso retangular; onda senoidal de meio ciclo é usada. A frequência do zero lógico e do lógico difere pela metade da taxa de dados. O índice de modulação é 0.5 aqui. A equação matemática da modulação MSK está descrita abaixo.

A forma de onda da modulação MSK é mostrada abaixo na figura para o sinal de dados NRZ.





Modulação GMSK
O esquema de codificação de Gaussian Minimum Shift ou modulação GMSK é usado nas tecnologias GSM / CDPD (Cellular Digital Packet Data). Existem dois métodos principais para gerar o GMSK. O primeiro é a modulação FSK e o segundo é a modulação QPSK. O primeiro é baseado na arquitetura GMSK VCO e não é ideal para demodulador coerente. Discutiremos o segundo tipo usado no GSM, representado nas figuras 3 e 4 abaixo. A Figura 3 menciona o modulador GMSK e a figura 4 menciona o desmodulador GMSK.

Fig.3 Diagrama de blocos de modulação GMSK

Como mostrado no modulador GMSK, o filtro gaussiano é aplicado ao sinal NRZ após ser passado pelo bloco integrador. Isso dá Φ. Ao aplicar a função COS e SIN a isso, obtém-se os componentes I e Q que bits com as funções cos e sin, respectivamente, usando a função de mistura. Ambas as cadeias são somadas e fornecerão S (n). O mesmo processo é bem entendido pela equação trigonométrica mencionada na Fig.3.

Fig.4 Diagrama de blocos do desmodulador GMSK

Como mostrado na figura 4, o modulador GMSK basicamente recua Φ usando a função arctan, que é aplicada ao bloco derivador para obter o sinal NRZ de volta. Antes de fazer essa mistura, a filtragem passa-baixo é feita para obter os componentes I e Q de duas cadeias. O mesmo é bem entendido pelas equações trigonométricas mencionadas na fig. 4)

A eficiência de largura de banda para MSK e GMSK é de 1 bit / s / Hz, também conhecida como eficiência espectral. A Figura 5 abaixo mostra as formas de onda MSK e GMSK.

Fig. 5 Densidade espectral MSK / GMSK

Vantagens A transportadora modulada no MSK não contém descontinuidades de fase e as alterações de frequência ocorrem no cruzamento zero da transportadora. Isso ajuda a manter o PAPR baixo, portanto, não requer um amplificador de potência altamente linear. A eficiência espectral do GMSK é melhor que o MSK, como mostra a figura 5. Além disso, possui uma complexidade de desmodulador razoavelmente menor.

Desvantagens A densidade espectral de potência do MSK não cai rapidamente, portanto, não reduz completamente a interferência entre os canais adjacentes. Portanto, o GMSK é projetado com vários fatores de BT. BT de 0.3 fornece boa rejeição contra canais adjacentes, pois a curva cai rapidamente, como mostra a figura 5.

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