Модуляція
Модуля́ція (англ. modulation) — процес зміни в часі за заданим законом параметрів (характеристик) якогось з регуляторних фізичних процесів. Практичне значення має модуляція коливань — накладання низькочастотного інформаційного сигналу на високочастотний сигнал-носій для передавання на великі відстані.
| Методи модуляції |
|---|
| Аналогова модуляція |
| AM · ЧМ (FM) · ФМ (PM) · QAM · SSB |
| Цифрова модуляція |
| АМн · ФМн · ЧМн · GMSK OFDM · COFDM · TCM |
| Імпульсна модуляція |
| АІМ · ДМ · ІКМ · ΣΔ · ШІМ · ЧІМ · ФІМ |
| Розширення спектра |
| DSSS · FHSS |
| Див. також: Демодуляція |
Модуляція радіосигналу — процес зміни одного або кількох параметрів високочастотного модульованого коливання за законом низькочастотного інформаційного сигналу.
Загальний опис
Для передавання сигналів на великі відстані необхідно, щоб вони володіли великою енергією. Відомо, що енергія сигналу пропорційна четвертому степеню його частоти, тобто сигнали з більшою частотою володіють більшою енергією. У практиці часто сигнали, що несуть у собі інформацію, наприклад, мовні сигнали, мають низьку частоту коливань і тому, щоб передати їх на велику відстань необхідно підвищувати частоту інформаційних сигналів. Домагаються цього шляхом «накладання» інформаційного сигналу на інший сигнал, який має високу частоту коливань.
Види модуляції
Розрізняють аналогову, цифрову та імпульсну модуляції.
Аналогова модуляція
- Амплітудна модуляція (АМ)
- Односмугова модуляція (SSB)
- Двосмугова модуляція (DSB)
- Квадратурно-амплітудна модуляція (QAM)
- Частотна модуляція (ЧM)
- Фазова модуляція (ФМ)
- Сигнально-кодова модуляція (СКМ)
- Сигма-дельта-модуляція (∑Δ)
Цифрова модуляція
Імпульсна модуляція
- широтно-імпульсна модуляція (ШІМ)
- імпульсно-кодова модуляція (ІКМ)
- частотно-імпульсна модуляція (ЧІМ)
- фазово-імпульсна модуляція (ФІМ).
Розрізняють амплітудну модуляцію, при якій в залежності від миттєвої величини інформаційного сигналу змінюється амплітуда вихідного сигналу, і частотну модуляцію, при якій частота вихідного сигналу дещо змінюється в порівнянні з частотою сигналу-носія, пропорційно миттєвій величині інформаційного сигналу.
Прилад, який використовується для модуляції називається модулятором. Для зворотного отримання низькочастотного сигналу використовують демодулятор. Пристрій, який одночасно виконує обидві операції, називається модемом (модулятор-демодулятор).
Основні характеристики
- Енергетична ефективність (потенційна завадостійкість) характеризує достовірність переданих даних при впливі на сигнал адитивного білого гауссовского шуму, за умови, що послідовність символів відновлена ідеальним демодулятором. Визначається мінімальним відношенням сигнал / шум (Eb / N0), яка необхідна для передавання даних через канал з імовірністю помилки, що не перевищує задану. Енергетична ефективність визначає мінімальну потужність передавача, необхідну для прийнятної роботи. Характеристикою методу модуляції є крива енергетичної ефективності - залежність ймовірності помилки ідеального демодулятора від відношення сигнал / шум (Eb / N0).
- Спектральна ефективність — відношення швидкості передавання даних до використовуваної смуги пропускання радіоканалу.
- Стійкість до впливів передавального каналу характеризує достовірність переданих даних при впливі на сигнал специфічних спотворень: завмирання внаслідок багатопроменевого поширення, обмеження смуги, зосереджені по частоті або часу перешкоди, ефект Доплера і ін.
- Вимоги до лінійності підсилювачів. Для посилення сигналів з деякими видами модуляції можуть бути використані нелінійні підсилювачі класу C, що дозволяє істотно знизити енергоспоживання передавача, при цьому рівень внеполосного випромінювання не перевищує допустимі межі. Даний фактор особливо важливий для систем рухомого зв'язку.
- Складність реалізації модемів визначається обчислювальним ресурсом, необхідним для реалізації алгоритму демодуляції, і вимогами до характеристик аналогової частини.
Див. також
- Детектування (демодуляція) — процес, зворотний до модуляції
- Модем
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.