Modulaatiotavat

Modulaatiotavat ovat menetelmiä, joilla informaatiota siirretään sähköisessä tai optisessa signaalissa muuttamalla kantasignaalin ominaisuuksia. Ne jaetaan yleisesti analogisiin ja digitaalisiin modulaatiomenetelmiin. Analogiaan kuuluvat perinteiset modulaatiot kuten amplitudimodulaatio AM, taajuusmodulaatio FM ja faasimuodulaatio PM. Näissä muuttuu kantasignaalin amplitudi, taajuus tai faasi siten, että välitettävä tieto voidaan lukea vastaanottimella.

Digitaalisessa modulaatiossa informaation esitys perustuu määriteltyihin tiloihin, jotka voivat olla tai- tai ei-tiloja. Yleisimmät ryhmät ovat amplitudimuutosten perusteella tehtävät ASK, taajuusmuutokset FSK sekä faasinmuutokset PSK. Näiden yhdistelmät johtavat tehokkaampiin modulaatiotekniikoihin kuten QAM, jonka eri konfiguraatiot kuten 16QAM tai 64QAM tarjoavat suuremman siirtokyvyn samassa kaistanlaajuudessa. Optisessa viestinnässä tavataan lisäksi digitaalisia ja puolijakautuneita modulaatioita, kuten DPSK.

Modulaatiotapoja käytetään sekä analogisissa että digitaalisissa järjestelmissä. Analogia modulaation sovelluksia löytyy esimerkiksi radiolähetyksistä ja teollisuusmittauksista, kun taas digitaalinen modulaatio on keskeistä nykyaikaisessa tietoliikenteessä, mobiiliverkoissa (esim. 4G/5G) sekä optisissa tiedonsiirtojärjestelmissä. Modernit järjestelmät hyödyntävät usein yhdistelmiä ja kehittyneempiä tekniikoita, kuten OFDM, joka jakaa tiedon useisiin alakaistoihin paremman vastustuskyvyn ja spektrin käytön vuoksi.

Modulaatiotavan valintaan vaikuttavat kanavan ominaisuudet (kohina, häiriöt, kadunern), vaadittu tiedonsiirtokyky sekä energiatehokkuus. Tarkoituksena on saavuttaa tasapaino signaalin laadun, tehonkulutuksen ja spektrin käytön välillä.