Методы модуляции дискретных данных

Процесс представления дискретных (цифровых) данных в виде непрерывного высокочастотного синусоидального сигнала (несущей) по своей сути является аналоговой модуляцией дискретных данных. Однако, для того чтобы его отличать от аналоговой модуляции непрерывных данных, такое преобразование часто называют манипуляцией.

Манипуляция применяется для передачи дискретных данных (сигналов) в виде непрерывных сигналов по каналам с узкой полосой частот, например по телефонным каналам, имеющим ограниченную полосу пропускания в 3100 Гц, и реализуется с помощью модемов.

Компьютерные данные - двоичные «1» и «0» - обычно изображаются в виде потенциалов соответственно высокого и низкого уровней (рис.2.22,а). Такой метод представления двоичных данных является наиболее естественным и простым и называется потенциальным кодированием.

Время, затрачиваемое на передачу одного бита («1» или «0»), называется битовым интервалом. Длительность t_b битового интервала связана с пропускной способностью канала связи С (скоростью передачи) зависимостью: t_b =\/С.

При потенциальном кодировании скорость модуляции В численно совпадает с пропускной способностью канала : В [бод]= С [бит/с].

Например, для канала связи с пропускной способностью =10 Мбит/с длительность битового интервала =100 не, а скорость модуляции =10 Мбод.

Для передачи двоичных данных могут использоваться следующие методы манипуляции:

• амплитудная манипуляция(Amplitude Shift Keying, ASK): для представления «1» и «О» используются разные уровни амплитуды высокочастотной несущей (рис.2.22,б); из-за низкой помехоустойчивости этот метод обычно применяется в сочетании с другими методами, например с фазовой манипуляцией;

• частотная манипуляция(Frequency Shift Keying, FSK): значения «О» и «1» передаются синусоидами с различной частотой (рис.2.22,в); этот метод прост в реализации и обычно применяется в низкоскоростных модемах;

• фазовая манипуляция(Phase Shift Keying, PSK): значениям «О» и «1» соответствуют синусоиды одинаковой частоты и с одинаковой амплитудой, но с различной фазой, например 0 и 180 градусов (рис.2.22,г).

На практике обычно используются комбинированные методы модуляции, обеспечивающие более высокие скорости передачи и лучшую помехозащищённость. Например, метод квадратурной амплитудной модуляции (Quadrature Amplitude Modulation, QAM) основан на сочетании фазовой модуляции с 8 значениями величин сдвига фазы и амплитудной модуляции с 4 уровнями амплитуды. Распознавание ошибок при передаче осуществляется за счёт избыточности кодирования, заключающейся в использовании не всех 32-х возможных комбинаций сигнала.