Moduláció (fizika)

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A moduláció különféle eljárások csoportja, melyek 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 jellemzőinek összeegyeztetése

A berendezés, amely végrehajtja a modulációt: modulátor; és a berendezés, ami a visszaállításhoz szükséges inverz műveletet hajtja végre: demodulátor. A mindkét művelet végrehajtására képes eszköz (a két kifejezés összevonásából): modem.

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

Az analóg moduláció esetén a vivőjel változása folyamatos, és a vivőjel 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 hullámként való továbbítása
  • multiplexálhatóság, egy adott átviteli közegen keresztül több jelfolyam is átvihető legyen egy időben
  • a vevő oldalon könnyen kezelhető legyen

A vivőjel általában nagyfrekvenciájú elektromágneses hullám.

Analóg modulációs technikák[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Digitális modulációs technikák[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

Minden fázishoz, frekvenciához vagy amplitúdóhoz egy egyedi bináris bitmintát rendelnek. Általában minden fázis, frekvencia vagy amplitúdó azonos számú bitet reprezentál. Adott számú bit egy szimbólumot alkot.

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

  1. elfogadja a bejövő digitális adatot;
  2. a kapott adatokat- opcionálisan – kibővíti egyéb adatokkal (hibajavító kód);
  3. az adatokat szimbólumokba csoportosítja;
  4. a szimbólumnak megfelelően beállítja vagy megváltoztatja a fázist, frekvenciát vagy amplitúdót;
  5. a modulált jelet elküldi további feldolgozásra - például szűrés, csatorna-kódolás - mielőtt a tényleges jelátvitel megtörténne, majd a jelet az adott átviteli közegen keresztül továbbítja.

A vevő oldalon a demodulátor

  1. visszaállítja a szűrés, csatorna-kódolás által esetleg megváltoztatott jelet;
  2. meghatározza a jel fázisát, frekvenciáját vagy amplitúdóját;
  3. a fázis, frekvencia vagy amplitúdó alapján egy táblázatból kiválasztja a megfelelő szimbólumot;
  4. a szimbólumot egyedi, különálló bitekre fordítja;
  5. 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, illetve az adó-vevő pároknak az egymásnak megfelelő inverz műveleteket kell tudniuk végrehajtani.

A legfontosabb modulációs osztályok a következők:

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, mely előnyösen használható a digitális technikában. Az eljárás mint diszkrét többhangos moduláció (DMT) ismert. Ha az OFDM egy csatornakódolás-technikával együtt lép fel, 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.

Impulzusmoduláció[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az impulzusmoduláció a digitális és analóg technikák hibrid megoldása.

Különleges technikák[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egyéb, angol nyelvű információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]