¿Qué es la 4-FSK?

Aunque estamos tratando los plugins del SDRConsole iré intercalando en las entradas del blog algunos temas que pienso que son de interés.

En esta ocasión trataremos un tema que quizá se debería haber tocado casi al principio de la vida de este blog, este tema es la modulación del DMR, como sabemos el sistema DMR modula la señal en 4-FSK, pero qué es una FSK y qué es una 4-FSK, vamos a verlo a continuación.

Cuando hablamos de FSK (Frequency Shift Keying) o modulación por desplazamiento de frecuencia tendremos que tener en cuenta varios conceptos.

Lo primero a mirar es la secuencia de 1 y 0 que vamos a transmitir, partamos de esta secuencia 10110100. En la siguiente figura vemos tres secuencias, por un lado, tenemos la frecuencia o señal portadora, por otro, la frecuencia o señal moduladora y por último la frecuencia o señal modulada, vamos a quedarnos con la señal moduladora y la montamos con la secuencia que habíamos dicho anteriormente (10110100), es decir, le damos una potencia en voltios para los 0 y otra para los 1. Esto se transforma en una onda que tenemos que enviar.

En una modulación en FM usamos una frecuencia para los 0 y otra para los 1, si la frecuencia de los 0 y 1 se parecen mucho tendremos muy poca desviación de frecuencia, por tanto, el ancho de banda es pequeño y el índice de modulación también es pequeño, a este tipo de FM se les llama FM de banda angosta o estrecha siempre que el índice de modulación sea menor que 1.

El otro extremo lo vemos en esta otra figura, es decir, cuando queremos que la diferencia entre los 0 y los 1 sean muy grandes, en este caso hay mucha desviación de frecuencia, con un mayor ancho de banda y un mayor índice de modulación, este tipo de FM es la denominada FM de banda ancha o lo que es lo mismo, una FM comercial, su índice de modulación es mayor que 1, en este caso el ruido no nos influye como ocurriría en el caso anterior.

Ya sabemos en qué consiste o qué es una FSK, si ampliamos el concepto tenemos lo que sería MFSK o múltiple FSK (Multiple Frequency Shift Keying), qué hace la MFSK, la MFSK se basa en que en lugar de utilizar dos frecuencias como hemos visto anteriormente, va a utilizar más frecuencias, en nuestro caso (4-FSK) va a usar 4 frecuencias, por qué usar 4 frecuencias si con dos ya lo tengo resuelto, es muy fácil, de esta forma puedo agrupar los bits de dos en dos.

Vamos a usar otra secuencia de bits para transmitir, en este caso 00011011, luego si tenemos en cuenta que puedo asociar o unir los bits de dos en dos tendría las siguientes opciones: 00, 01, 10 y 11, le daríamos una frecuencia diferente a cada uno de estos estadios, un ejemplo de esta secuencia que hemos nombrado sería la equivalente a la siguiente imagen.

La pregunta que nos surge ahora es para qué esto, qué ha pasado, resulta que si yo envío una frecuencia para cada dos bits he conseguido transmitir esa secuencia en la mitad de tiempo, cuál es el problema entonces, estaría claro también, tendría que tener 4 osciladores para el transmisor y 4 para el receptor, uno por frecuencia, en lugar de dos como ocurría con la FSK.

Con esta imagen en la cabeza podríamos decir que la FSK es una BFSK o Bi-FSK y que la MFSK puede ser una 4-FSK (2 bits por frecuencia), 8-FSK (3 bits por frecuencia), 16-FSK (4 bits por frecuencia),...


Aquí tenemos que distinguir entre la velocidad de modulación (bits por segundo) y la velocidad de transmisión (baudios por segundo), en el caso del DMR 9600 bit/s o 4800 baudios.

Espero que con estas simples notas se pueda ver de una forma clara por qué nos aparecían estas dos cantidades cuando hablábamos de las características técnicas de un DMR y, por tanto, se hayan aclarado algunos conceptos.