Moduláció

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Ezt a szócikket át kellene olvasni, ellenőrizni a szövegét, tartalmát. További részleteket a cikk vitalapján találhatsz.
Az ezen a lapon látható jelölés 2006 márciusából származik.

A moduláció különféle eljárások csoportja, amelyek biztosítják, hogy egy tipikusan szinuszos jel, a vivő képes legyen információ hordozására. A szinuszos jel három fő paraméterét, az amplitúdóját, a fázisát vagy a frekvenciáját módosíthatja a modulációs eljárás azért, hogy a vivő információt hordozhasson. Néhány ok, ami miatt szükséges a közvetítő közegen való átküldést megelőző moduláció:

Több felhasználó közötti megosztás (többszörös hozzáférés)
Az átviendő jel és a közvetítő közeg fizikai jellmzőinek összeegyeztetése.

Az a berendezés, amely végrehajtja a modulációt a modulátor és a berendezés, ami a visszaállítsához szükséges inverz műveletet hajtja végre a demodulator. A mindkét művelet végrehajtására képes eszköz (a két kifejezés összevonásából) a modem.

Digitális moduláció esetében, az átvitelre kerülő jel lehetséges változásait egy speciális (modulációs ábécé) határozza meg, és minden bejövő, továbbítandó információ egy része lesz a ténylegesen továbított jelzésnek (egy szimbólumnak).

Az analóg moduláció esetén a vivőjel változása folyamatos, és a vivő jel valamilyen jellemzőjének (lásd később) folyamatos megváltoztatásával történik az információ(k) továbbítása.

Általában a modulációval szemben a következő követelményeket támasztják:

Egyszerűség (kis veszteség, kis szóródás), a jel elektromágneses hullamként való továbbítása;
Multiplexálhatóság, egy adott átviteli közegen keresztül több jelfolyam is átvihető legyen egy időben;
A vevő oldalon könnyen kezelhető legyen.

A vivő jel általában nagyfrekvenciájú eletromágneses hullám.

[szerkesztés] Analóg modulációs technikák

Szögmoduláció
- Fázismoduláció (PM)
- Frekvenciamoduláció (FM)
Amplitúdómoduláció (AM)
- Egyoldalsávos moduláció (SSB, or SSB-AM), nagyon hasonló az egyoldalsávos, elnyomott vívőjű modulációhoz (SSB-SC)
- Vestigial-oldalsávos moduláció (VSB, vagy VSB-AM)
Szigma-delta moduláció (∑Δ)

[szerkesztés] Digitális modulációs technikák

Bármilyen módon történik a digitális moduláció, minden esetben szükséges véges számú, egymástól különböző, digitális adatnak megfelelő jel.

A Fázis eltolás billentyűzés (Phase-shift keying – fázis eltolás billentyűzés) véges számú fázist használ.
A FSK (Frequency-shift_keying – frekvencia eltolás billentyűzés) véges számú frekvenciát használ.
Az ASK (Amplitude-shift_keying – amplitúdó eltolás billentyűzés) véges számú amplitúdót használ, és nagyon hasonlít az impulzus-kód modulácóhoz.

Minden fázishoz, frekvenciához vagy amplitúdóhoz egy egyedi bináris bit mintát rendelnek. Általában minden fázis, frevkencia vagy amplitúdó azonos számú bitet reprezentál. Az adott számú bit egy szimbólumot alkot.

A modulátor az átvinni kívánt adaton a következő lépéseket hajtja végre:

Elfogadja a bejövő digitális adatot;
A kapott adatokat- opcionálisan – kibővíti egyéb adatokkal (hibajavító kód);
Az adatokat szimbólumokba csoportosítja;
A szimbólumnak megfelelően beállítja vagy megváltoztatja a fázist, frekvenciát vagy amplitúdóty;
A modulált jelet elküldi további feldolgozásra, mint például szűrás, csatorna-kódolás, mielőtt a tényleges jelátvitel megtörténne, majd a jelet az adott átviteli közegen keresztül továbbítja.

A vevő oldalon, a demodulátor

Visszaállítja a szűrés, csatorna-kódolás által esetleg megváltoztatott jelet;
Meghatározza a jel fázisát, frekvenciáját vagy amplitúdóját;
A fázis, frekvencia vagy amplitúdó alapján egy táblázatból kiválasztja a megfelelő szimbólumot;
A szimbólumot egyedi, különálló bitekre fordítja;
A bitfolyamot továbbítja későbbi feldolgozásra (például az esetleges hibajavító kód(ok) eltávolítása).

A fentiek miatt a digitális kommunikációs rendszereknél a modulátor és a demodulátor tervezése egyszerre történik. A digitális modulációs sémák esetében alapvető fontosságú, hogy az adó-vevő pár tudja, hogy az adatok hogyan vannak kódolva, és milyen jellemző reprezentálja azokat az adott rendszerben, és az adó-vevő pároknak az egymásnak megfelelő inverz műveleteket kell tudniuk végrehajtani.

A legfontosabb modulációs osztályok a következők:

Fázis eltolás billentyűzés (PSK)
Frekvencia eltolás billentyűzés (FSK) és hangfrekvencia eltolás billentyűzés (AFSK – Audio Frequence-Shift Keying)
- Minimum eltolás billentyűzés (MSK – Minimum Shift Keying)
- Gauss minimum eltolás billentyűzés (GMSK – Gaussian Minimum Shift Keying)
- Nagyon minimális eltolás billentyűzés (VMSK – Very Minimum Shift Keying)
Amplitúdó eltolás billentyűzés (ASK) és ennek legismertebb formája a Be-ki billnetyűzés (OOK – on-off keying)
Kvadratúra amplitúdómoduláció (QAM), a PSK és az ASK kombinációja.
Folyamatos fázismoduláció (CPM).
Trellis kódolású moduláció (TCM) ami trellis moduláció néven ismert.

Az MSK és a GMSK valójában egy speciális esete a folyamatos fázismodulációnak (CPM).

Gyakran hivatkoznak – hibásan – az ortogonális frekvencia osztásos multiplexálásra (OFDM), mint modulációs sémára, ami előnyösen használható a digitális technikában. Az eljárás, mint diszkrét többhangos moduláció (DMT) ismert. Ha az OFDM egy csatorna kódolás technikával együttesen kerül említésre, akkor az nem más, mint a kódolt ortogonális frekvencia osztásos multiplexálás (COFDM). Az OFDM viszont szigorúan egy csatorna hozzáférési mód és nem egy modulációs séma.

[szerkesztés] Impulzus moduláció

Az impulzus moduláció a digitális és analóg technikák hibrid megoldása.

Impulzus-kód moduláció (PCM – Pulse-Code Modulation))
Imulzus-szélesség moduláció (PWM – Pulse-Weight Modulation)
Impulzus-amplitúdó moduláció (PAM – Pulse-Amplitude Modulation)
Impulzus-pozíció moduláció (PPM – Pulse-Position Modulation)
Impulzus-sűrűség moduláció (PDM Pulse-Density Modulation)

[szerkesztés] Különleges technikák

A Morse kód rádión kersztüli átvitelére használják az úgynevezett folytonos vivő (CW) csatornán egy ki-be billentyűzési módot.
Adaptív moduláció
Wavelet moduláció