Concetti Chiave
- La modulazione consente di trasportare dati digitali modificando le caratteristiche del segnale analogico, utilizzando un modem per il processo di modulazione e demodulazione.
- La modulazione di ampiezza ASK varia l'ampiezza della portante in risposta ai valori binari, con OOK come caso particolare che spegne la portante per il valore 0.
- La modulazione di frequenza FSK cambia la frequenza del segnale modulato in base ai valori binari, alternando tra due frequenze distinte per 0 e 1.
- La modulazione di fase PSK modifica la fase della portante, associando fasi differenti a valori binari diversi, con B-PSK che utilizza due fasi principali.
- La modulazione QAM combina modulazione di fase e ampiezza per aumentare il bit-rate, utilizzata nei modem PSTN con hardware basato su DSP.
Modulazione
La modulazione è una tecnica che offre la possibilità di interfacciamento e trasporto dati; il segnale digitale (modulante) in uscita dal PC, trasporta l’informazione numerica da recapitare e provvede a modificare le caratteristiche fisiche del segnale analogico (portante), la cui frequenza è in grado di passare attraverso la rete telefonica.
Tale processo di modulazione è possibile grazie all’utilizzo di un modulatore-demodulatore (modem).
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Modulazione di ampiezza ASK:
La portante è un segnale analogico sinusoidale rappresentato dalla formula: s(t)=A sin(ωt+μ)
La tecnica di modulazione di ampiezza ASK (Amplitude Shift Keying) consiste nel far variare l’ampiezza della portante sinusoidale in base ai valori 0 e 1 assunti dalla modulante di tipo binario.
La modulazione di ampiezza OOK (On-Off Keying) è un caso particolare di modulazione: in corrispondenza del valore binario 1, l’ampiezza della portante non viene modificata, in corrispondenza del valore binario 0, l’ampiezza della portante viene ridotta a 0 Volt.
Quando si utilizzano più livelli (L), la modulazione viene detta L-ASK.
Generalmente un modem effettua M modulazioni al secondo (Baud Rate) e per ogni modulazione, vengono modulati N-bit alla volta. -
Modulazioni di frequenza FSK
La tecnica FSK (Frequency Shift Keying) in corrispondenza di un valore binario pari a 1, la frequenza del segnale modulato, viene posta pari a fh, mentre in presenza di un valore binario pari a 0, la frequenza viene posta pari a fL(fL
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Modulazione di fase PSK
La tecnica PSK (Phase Shift Keying) consiste nel far variare la fase della portante sinusoidale: in corrispondenza del valore binario 1 il segnale modulato ha la stessa fase della portante, in presenza del valore binario 0 esso viene sfasato di 180°; il modem quando riceve il segnale modulato effettua l’operazione inversa: durante la demodulazione, se riceve il segnale sfasato di 180° associa a esso il valore 0, se riceve un segnale con fase uguale a quella della portante associa il valore 1.
La tecnica PSK che associa solo due fasi viene detta B-PSK (Binary Phase Shift Keying).
In generale per indicare la modulazione di fase che utilizza L differenti fasi, si parla di L-PSK.
Attualmente nella TV satellitare viene utilizzata tale tecnica, sapendo che n è uguale al logaritmo in base 2 di L.n=log2 L
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Modulazione QAM
La modulazione QAM (Quadrature Amplitude Modulation) nasce dalla combinazione della modulazione di fase e della modulazione di ampiezza. Con tale tecnica la velocità di trasmissione bit-rate viene aumentata; i modem che utilizzano tale tecnica sono detti modem PSTN o modem fonici ed il loro hardware è basato su circuiti integrati specializzati dotati di memoria RAM (Digital Signal Processor, DSP).
Il limite fisico teorico della velocità di trasmissione di un modem fonico considerando la capacità di canale C(bit/s), è dato da:C(bit/s)=H log2 (1+S/N)
H=banda del canale
S=Potenza del segnale
N=potenza del rumore
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della modulazione nel trasporto dati?
- Come funziona la modulazione di ampiezza ASK?
- In cosa consiste la modulazione di fase PSK?
- Quali sono i vantaggi della modulazione QAM?
La modulazione permette l'interfacciamento e il trasporto dei dati modificando le caratteristiche fisiche del segnale analogico portante per trasmettere l'informazione numerica attraverso la rete telefonica.
La modulazione ASK varia l'ampiezza della portante sinusoidale in base ai valori binari 0 e 1 della modulante, con la modulazione OOK che riduce l'ampiezza a 0 Volt per il valore binario 0.
La modulazione PSK varia la fase della portante sinusoidale, associando la stessa fase al valore binario 1 e sfasando di 180° per il valore binario 0, con la demodulazione che inverte questo processo.
La modulazione QAM combina la modulazione di fase e ampiezza per aumentare la velocità di trasmissione bit-rate, utilizzando modem PSTN con hardware basato su DSP per migliorare l'efficienza.
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