Modulointitekniikat

Modulointitekniikat ovat signaalin muotoilumenetelmiä, joilla tieto siirretään kantosignaalin ominaisuuksia muuttamalla. Ne jaotellaan yleisesti analogisiin ja digitaalisiin modulointitekniikoihin, ja niitä käytetään sekä radio- että tietoliikennesovelluksissa.

Analogiset moduloinnit muokkaavat kantosignaalin yhtä tavalla useilla eri keinoilla. Amplitudimodulaatio AM muuttaa kantosignaalin amplitudia tiedon mukaan ja on perinteisesti käytössä radiolähetystoiminnassa sekä joissain televisiosignaalien siirroissa. Taajuusmodulaatio FM muuttaa kantotaajuutta, mikä parantaa vasta- ja kuulijakäytössä äänenlaatua sekä kohinan kestoa vastaan; laajempi käyttöalue on FM-radiolähetystoiminta. Vaihemuodostus, eli phase modulation PM, muuttaa kantataajuuden vaihetta. Digitaalisissa yhteyksissä näitä analogisia muotoja voidaan käyttää yhdessä tai siirtyä digitaalisille moduuloille.

Digitaaliset modulointitekniikat käsittävät esimerkiksi amplitude-shift keying ASK, frequency-shift keying FSK ja phase-shift keying PSK, joista on syntyneet m-ary-variantit kuten BPSK, QPSK ja 8-PSK. Yleisimmät digitaaliset modulaatiot ovat QAM-tilat (esim. 16-QAM, 64-QAM), joissa sekä amplitudi että vaihe vaikuttavat symbolin tietoarvoihin. Osa digitaalisista ratkaisuista käyttää koherenttia tai ei-koherenttia demodulaatiota ja sietää erilaisia virhe-tilanteita.

Monikorttiset ja multibeat-modulaatiot, kuten OFDM, jakavat tiedon useisiin ali-signaaleihin useilla kantojalustalla, mikä parantaa spektrin käyttöä ja sietää taustahäiriöitä. OFDM on keskeinen teknologia mobiiliverkoissa, Wi-Fi-standardeissa ja digitaalisessa televisiossa.

Sovellukset vaihtelevat radio- ja televisiolähetyksestä nykypäivän mobiiliverkkoihin ja langattomiin tietoliikennejärjestelmiin. Suorituskykyä arvioidaan esimerkiksi bitinvirheprosentin BER, symbolivirheprosentin SER, EVM-arvon sekä spektrin tehokkuuden perusteella. Modulointitekniikkojen valinta perustuu kuulumisen kaistanleveys-, tehonkäyttö- ja häiriönkesto- tavoitteisiin.