SAYISAL MODÜLASYON Sayısal iletişim bilgi işaretin iletişim

SAYISAL MODÜLASYON
Sayısal iletişim bilgi işaretin iletişim kanalları üzerinden sürekli dalga formunda değil, sayısal
veriler (1 ve 0 ‘lar) olarak iletilmesidir. İletilen verinin kaynağı analog ise A/D dönüştürücü ile
veriler sayısal verileri çevrilir. Veri kaynağı doğrudan sayısal çıktılar oluşturan bir kaynak da
olabilir.
Sayısal modülasyon, kanallar üzerinden bir yerden bir yere aktarılacak olan bilginin analog
sinyallere dönüştürülmesi işlemidir.
Günümüzde donanım ve sayısal işaret işlemede kat edilen gelişmeler sonucu sayısal alıcı ve
vericiler,
analog olanlarına göre daha ucuz, hızlı ve verimli üretilebilmektedir. Sayısal
modülasyon, analog modülasyona göre birçok avantaja sahiptir. Bu avantajları şu şekilde
sıralayabiliriz:
1. Daha yüksek veri taşıma kapasitesi
2. Daha güçlü hata düzeltme tekniklerine sahiptirler
3. Daha etkin çoklu erişim stratejileri geliştirmeye imkan sağlama
4. Daha güvenli ve gizli iletişime imkan sağlama
5. Zayıf sinyal gücüne karşı daha dayanıklı olma
Analog Modülasyon genellikle genlik modülasyonu veya açı (frekans/faz) modülasyonu
tekniklerinden birini kullanır. Dijital modülasyon ise
a. Genlik Kaydırmalı Anahtarlama (Amplitude Shift Keying, ASK)
b. Frekans Kaydırmalı Anahtarlama (Frequency Shift Keying, FSK)
c. Faz Kaydırmalı Anahtarlama (Phase Shift Keying, PSK)
tekniklerinden birini kullanmaktadır.
1. Faz Kaydırmalı Anahtarlama
Faz kaydırmalı anahtarlama (PSK), açı modülasyonlu, sabit zarflı sayısal modülasyonun bir
başka biçimidir. PSK giriş sinyali ikili sayısal bir sinyaldir ve sınırlı sayıda çıkış fazı
mümkündür.
Faz kaydırmalı anahtarlamada taşıyıcının fazı gönderilecek bilgi işaretine bağlı olarak
değiştirilir. Burada faz olarak sinüzoidal işaretin başlangıç açısı dikkate alınmaktadır. 1 biti için
taşıyıcı fazında değişiklik yapılmazken, 0 biti göndermek için taşıyıcı fazı 180o kaydırılarak
gönderilir. Bu durumda taşıyıcının genliği ve frekansı sabittir, değiştirilmez.
Modülasyonlu işaret
şeklinde ifade edilebilir.
1.1. İkili Faz Kaydırmalı Anahtarlama
İkili faz kaydırmalı anahtarlamada (BPSK), tek bir taşıyıcı frekansı için iki çıkış fazı
mümkündür. Bir çıkış fazı 1 mantık düzeyini; diğeri ise 0 mantık düzeyini temsil eder. Sayısal
giriş sinyali değiştiğinde, çıkış taşıyıcısının fazı, 180º farklı iki açı arasında kayar.
1.1.1.BPSK Verici Yapısı
Şekil 1’ de bir BPSK modülatörünün blok diyagramı gösterilmektedir. Sayısal girişin değerine
bağlı olarak taşıyıcı, çıkışa ya taşıyıcı dalga ile aynı fazda ya da 180º faz farkıyla aktarılır.
Dengeli modülatörün iki girişi vardır: referans taşıyıcı dalga ile aynı fazda olan bir taşıyıcı ve
ikili sayısal veri.
Dengeli modülatörün uygun biçimde çalışabilmesi için, sayısal giriş gerilimi, tepe taşıyıcı
geriliminden çok daha büyük olmalıdır. Sonuç olarak, çıkış sinyali ile referans osilatörü gerilimi
arasında 180º ‘ lik faz farkı oluşur.
Dengeli modülatör bir çarpım modülatördür; çıkış sinyali, iki giriş sinyalinin çarpımıdır. BPSK
modülatörde, taşıyıcı giriş sinyali, ikili veri ile çarpılır. Eğer 1 mantık düzeyinde +1 V, 0 mantık
düzeyinde ise –1 V tahsis edilirse, giriş taşıyıcısı ya +1 ya da –1 ile katlanır (çarpılır).
Dolayısıyla, çıkış sinyali ya 1
ya da 1
olur: ilki, referans osilatörü ile aynı
fazda olan bir sinyali; diğeri ise referans osilatörü ile 180º faz farkı olan bir sinyali temsil eder.
Giriş mantık durumu her değiştiğinde, çıkış fazı da değişir. Dolayısıyla BPSK’ de, çıkış değişim
hızı (boud) giriş değişim hızına (bps) eşittir.
1.1.2. BPSK Alıcı
Yukarıdaki şekilde BPSK alıcının blok diyagramının göstermektedir.
Giriş sinyali
ya da -
olabilir. Faz uyumlu (Coherent) taşıyıcı tekrar elde
etme devresi, hem frekans hem de başlangıçtaki gönderme taşıyıcı ile faz uyumlu olan bir
taşıyıcı sinyalini algılar ve tekrar üretir. Dengeli modülatör bir çarpım detektörüdür; çıkış iki
girişin çarpımıdır. Alçak geçiren filtre (LPF), tekrar elde edilmiş ikili verileri karmaşık
demodüle edilmiş izgeden ayırır.