Модуляция и демодуляция

Преобразование дискретного сообщения в сигнал осуществляется с помощью двух операций – кодирование и модуляция. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность кодовых символов, а модуляция – преобразование этих символов в сигналы для передачи по каналу.

При передаче непрерывного сообщения а _п (рис. 1.1) его сначала преобразуют в непрерывный первичный электрический сигнал u(t), затем с помощью модулятора передатчика формируют канальный сигнал S(u,t), который направляют в линию связи. Принятое колебание z(t) в приемнике подвергается обратному преобразованию (демодудяции), в результате которого выделяется первичный сигнал u_пр(t), по нему затем восстанавливается с той или иной точностью сообщение а _пр.

Общий принцип модуляции состоит в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания (переносчика) f(t) в соответствии с передаваемым сообщением. Если в качестве переносчика выбрано гармоническое колебание f(t)=U·cos(ωt+ψ), то можно использовать три вида модуляции: амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ). Если переносчиком является периодическая последовательность импульсов, то можно получить четыре основных вида импульсной модуляции: амплитудно-импульсную (АИМ), широтно-импульсную (ШИМ), время-импульсную (ВИМ), частотно-импульсную (ЧИМ). Применение радиоимпульсов позволяет получить еще два вида модуляции: по частоте и по фазе высокочастотного заполнения.

АМ – амплитудная модуляция: символу 1 соответствует передача несущего колебания в течении времени Т (посылка), символу 0 – отсутствие колебания (пауза).

ЧМ – частотная модуляция: Символу 1 соответствует передача несущего колебания с частотой f₁, символу 0 – передача несущего колебания с частотой f₀.

ФМ – фазовая модуляция: при каждом переходе от 1 к 0 и от 0 к 1 меняется фаза несущей на π.

ОФМ – относительная фазовая модуляция: ОФМ применяется на практике. При этом фазу сигналов отсчитывают не от некоторого эталона, а от фазы предыдущего элемента сигнала. Например, символ 0 передается отрезком синусоиды с начальной фазой предшествующего элемента сигнала, а 1 – таким же отрезком с нач. фазой, отличающейся от нач. фазы предшествующего сигнала на π.

При ОФМ передача начинается с посылки одного не несущего информации элемента, который служит опорным сигналом для сравнения фазы последующего элемента.

В системах передачи непрерывных сообщений в результате демодуляции восстанавливается первичный сигнал, отображающий переданное сообщение.

Не следует думать, что демодуляция и декодирование – это просто операции обратные модуляции и кодированию. В результате различных искажений и воздействия помех принятый сигнал может существенно отличаться от переданного. Поэтому задачей приемного устройства является принятие решения о том, какое из сообщений действительно передавалось источником. Для этого принятый сигнал подвергается анализу с учетом всех сведений об источнике, о применяемом коде и методе модуляции, а также о свойствах канала. Та часть приемного устройства, которая осуществляет анализ приходящего сигнала и принимает решение о переданном сообщении, называется решающей схемой.

В системах передачи непрерывных сообщений при аналоговой модуляции решающей схемой является демодулятор. В системах передачи дискретных сообщений решающая схема состоит их двух частей: демодулятора и декодера.