Модуляция и кодирование сигналов

Как правило, информационные сигналы являются низкочастотными и ограниченными по ширине спектра (основополосными). Передачу основополосных сигналов напрямую (в основной полосе частот) выполняют основополосные каналы связи (baseband channel). Они имеют узкую полосу пропускания, поэтому она вся используется для передачи сигнала.

Однако не во всех случаях исходный сигнал можно напрямую передать по каналу связи. Например, канал связи является высокочастотным, широкополосным и рассчитан на передачу сигналов от множества источников одновременно с частотным разделением каналов.

Для того чтобы перенести спектр сигнала из низкочастотной области в выделенную для их передачи область высоких частот используется модуляция.

Допустим, что низкочастотный сигнал, подлежащий передаче по каналу связи, задается функцией s(t). В канале связи для передачи данного сигнала выделяется определенный диапазон высоких частот. На входе канала связи в специальном передающем устройстве формируется вспомогательный, как правило, непрерывный во времени периодический высокочастотный сигнал u(t). Если изменить параметры сигнала u(t) в соответствии с формой сигнала s(t), то форма сигнала u(t) приобретает новое свойство. Она несет информацию, тождественную информации в сигнале s(t).

Поэтому сигнал u(t) называют несущим сигналомнесущим колебанием или просто несущей (carrier), а процесс переноса информации на параметры несущего сигнала – его модуляцией (modulation).

Модуляция — это процесс изменения одного сигнала в соответствии с формой другого сигнала.

Информационный сигнал s(t) называют модулирующим (modulating signal), результат модуляции – модулированным сигналом (modulated signal). Обратную операцию выделения модулирующего сигнала из модулированного колебания называют демодуляцией (demodulation).

Выполняются операции модуляции и демодуляции с помощью модема (modem, mo dulator — de modulator), который может быть отдельным устройством или входить в состав других устройств.

Основным назначением модуляции является сдвиг спектра сигнала в другой частотный диапазон, обеспечение механизма представления информации в наименее чувствительной к помехам и интерференции форме и возможность использования методов мультиплексирования и множественного доступа.

При широкополосной передаче использование нескольких несущих с различными частотами позволяет в одном физическом канале прокладывать несколько логических каналов.

Для того чтобы различать модуляцию аналоговых и цифровых сигналов, модуляцию аналогового сигнала на основе несущей называют аналоговой модуляцией (analog modulation), модуляцию цифрового сигнала на основе несущей называют цифровой модуляцией (digital modulation) или манипуляцией.

Несущая, как правило, требуется при передаче данных через телефонные провода, атмосферу или оптический кабель. Однако в некоторых случаях модуляция может выполняться на основе дискретных сигналов в виде импульсов. Для передачи сигналов на основе периодических последовательностей импульсов используется импульсная модуляция(рulse modulation).

При передаче цифровых сигналов через основополосные каналы связи применяются методы линейного или цифрового кодирования сигналов (line coding).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

один × четыре =