modulaatiotekniikka

Modulaatiotekniikka on keskeinen osa tiedonsiirtoa, jossa tieto siirretään muokkaamalla kantasignaalia, kuten sen amplitudia, taajuutta tai vaihetta. Tämän avulla voidaan välittää informaatio radio-, kaapeli- tai optisissa verkoissa erilaisten kanavien ja tehoselektiivien tarpeiden mukaan.

Modulaatio jaetaan analogisiin ja digitaalisin menetelmin. Analogiaesimerkkejä ovat amplitudimodulaatio (AM), taajuusmodulaatio (FM) sekä vaihemodulaatio (PM). Digitaaliset modulaatiot toteuttavat tiedon siirron symbolien avulla, ja niihin kuuluvat yleisesti PSK (phase shift keying), QPSK ja QAM (quadrature amplitude modulation), sekä ASK (amplitude shift keying) ja FSK (frequency shift keying). Digitaalisen modulaation tarkoituksena on tehostaa spektriä ja parantaa virheensietokykyä sekä mahdollistaa suuret bittinopeudet.

Modulaation valintaan vaikuttavat kanavan ominaisuudet, haluttu bittinopeus, mahdollinen viive sekä virheenkestävyys ja spektriaalinen tehokkuus. Yleisimmät tavoitteet ovat suurin mahdollinen tiedonsiirtokyky samalla kun signaalitaso ja virheiden sietokyky pysyvät hallinnassa. Tähän pyritään käyttämällä monimutkaisempia modulaatioyhdistelmiä, kanavakorjausta ja signaalinkäsittelyä.

Modulaatiotekniikkaa sovelletaan laajasti radioliikenteessä, televisiossa, satelliittiviestinnässä sekä langattomissa verkoissa, kuten WLAN, 4G/5G sekä muissa mobiiliverkoissa. Demodulaatio palauttaa vastaanotetun signaalin takaisin alkuperäiseksi tiedoksi, ja virheenkorjaus sekä kanavakorjaukset kompensoivat signaalin epävarmuuksia vastaanotossa.