Sisteme de Transmisiune cu Modulația Digitală Binară

13. Sisteme de transmisiune cu modulaţia

digitală binară

13.1. Generalităţi. Tipuri de modulaţie utilizate

în transmisiuni de date

În cazurile în care mediul de transmisiune este de tip trece bandă se impune translatarea spectrului de frecvenţe al semnalelor de date din banda de bază care începe de la frecvenţa f = 0 în banda utilizabilă a acestui mediu. Translatarea spectrului se realizează prin modularea unui purtător sinusoidal.

Alegerea tipului de modulaţie depinde de caracteristicile suportului de transmisiune (în primul rând lărgimea benzii de frecvenţe utilizabile), viteza de transmisiune, protecţia faţă de zgomot, eficienţa utilizării benzii de frecvenţe, complexitatea echipamentului necesar etc. Se utilizează toate metodele clasice: modulaţia în amplitudine MA, modulaţia în frecvenţă MF, modulaţia în fază MP, modulaţia mixtă în diferite variante.

Semnalul modulator nefiltrat în banda de bază are spectrul larg (teoretic infinit). Pentru a limita spectrul semnalului modulat poate fi utilizat un filtru trece jos (FTJ) înainte de modulaţia (fig13.1,a) sau un filtru trece-bandă (FTB) după modulaţia (fig.13.1,b).

Din punct de vedere al utilizării eficiente a benzii de frecvenţe, măsurate în biţi/s/Hz, ierarhia tipurilor de modulaţie, în ordine crescătoare a eficienţei este: modulaţia de frecvenţă (MF), modulaţia de fază (MP) şi modulaţia de amplitudine cu două benzi laterale (MA-BLD), modulaţia de amplitudine cu banda laterală reziduală (MA-BLR), modulaţia de amplitudine cu banda laterală unică (MA-BLU), modulaţia de amplitudine în cuadratură (MAQ).

Complexitatea echipamentului creşte în aceeaşi ordine, aşa încât, ţinând seama de faptul că lărgimea benzii de frecvenţe necesare este direct proporţională cu viteza de transmitere a datelor, pentru un canal dat se alege tipul de modulaţie care necesită echipamentul cel mai simplu la viteza dorită şi nu necesită o bandă de frecvenţe mai mare decât cea a canalului.

Astfel pe circuitul telefonic vocal, suportul cel mai utilizabil pentru transmisiuni de date, banda de frecvenţe utilizabilă este 300-3400 Hz, se recomandă următoarele tipuri de modulaţie, în funcţie de debitul binar. Pentru rata de bit până la 1200 bit/s se recomandă MF care necesită echipamentul cel mai simplu. Pentru vitezele între 1200 bit/s şi 4800 bit/s este recomandată MP pentru că MF necesită banda mai largă decât cea a canalului telefonic iar echipamentul pentru modemuri MP este mai ieftin decât cel pentru modemuri MA. Modulaţia de amplitudine este cea mai eficientă din punct de vedere al utilizării benzii de frecvenţe a canalului şi de aceea se utilizează în varianta de modulaţie de amplitudine în cuadratură la vitezele cele mai mari pentru canalul telefonic vocal (până la 56 kbit/s).

Pentru transmisie de date pe canalele de bandă largă (legătură în grup primar, banda 60÷108 kHz) se recomandă MA-BLU pentru vitezele de la 48 kb/s până la 168 kb/s.

În transmisiunile de date pe liniile de radiorelee (terestre şi satelit) ce permit viteza de transmisie foarte mare (Gbit/s) se utilizează, de obicei, MP şi MAQ.

În afara de clasificarea metodelor de modulaţie bazată pe tipul parametrului modulat (amplitudine, frecvenţă sau fază) se disting categorii de modulaţie reieşind din numărul de stări M ale parametrului modulat: modulaţia binară (M=2) şi modulaţia multinivel (M>2) sau M-ară.

În metodele de demodulaţie se disting cele coerente şi necoerente.

Modulatoarele (şi demodulatoarele coerente) pot fi implementate cu dispozitive de produs (modulatoare echilibrate) utilizate pentru a înmulţi o purtătoare sinusoidală cu semnalul digital în banda de bază (semnal modulator) (vezi fig.13.2).