Escuché que algunas personas no conocen el método de modulación inalámbrica. ¡Entra y mira! Comprenda los métodos de modulación inalámbrica en un artículo: ASK, OOK, FSK, GFSK.
Para garantizar el efecto de comunicación y superar los problemas en la transmisión de señales a larga distancia, es necesario mover el espectro de la señal a un canal de alta frecuencia y transmitirlo mediante modulación. Este proceso de cargar una señal para enviarla a una señal de alta frecuencia se llama modulación.
Entre ellos, los tres métodos de modulación más básicos (modulación de amplitud, modulación de frecuencia y modulación de fase) de señales digitales se abrevian como ASK, FSK y PSK en inglés.
Qué es ASK (Modificación por desplazamiento de amplitud)?
La modulación por desplazamiento de amplitud, también conocida como "modulación por desplazamiento de amplitud", es una técnica de modulación. Si los posibles estados de una señal modulada digitalmente corresponden uno a uno a un símbolo de información binario o su estado de señal de banda base correspondiente, entonces la señal modulada se denomina señal binaria modulada digitalmente. La codificación que usa símbolos de información binarios se denomina codificación de amplitud binaria, indicada por 2ASK.
En el modo "shift keying", cuando aparece "1", la portadora con amplitud A está activada, y cuando aparece "0", la portadora está desactivada. Esto es equivalente a desplazar el espectro de la señal de banda base original (tren de pulsos) a dos portadoras. Amplitude Shift Keying (ASK) es equivalente a la modulación de amplitud en señales analógicas, excepto que es un número binario multiplicado por una señal de frecuencia portadora. La compensación de amplitud es el uso de la frecuencia y la fase como constantes y la amplitud como una variable, y los bits de información se transmiten a través de la amplitud de la portadora. Manipulación de amplitud binaria (2ASK), dado que la señal de modulación tiene solo dos niveles de 0 o 1, el resultado de la multiplicación es equivalente a apagar o encender la frecuencia portadora. Su significado real es que cuando la señal digital modulada es "1", se transmite la portadora; cuando la señal digital modulada es "0", la portadora no se transmite. Por lo general, la señal portadora utiliza una señal de coseno y la señal de modulación convierte la secuencia digital en una secuencia de pulsos rectangulares de banda base unipolar. la frecuencia portadora, realizando 2ASK.
La forma más simple y más utilizada de la técnica de modulación ASK es el interruptor. La presencia del portador se indica con "1" y la ausencia del portador se indica con "0". Este tipo de modulación se llama On-Off Keying (OOK), y es el método de modulación con mayor eficiencia energética porque solo irradia energía cuando se envía un "1". La modulación por desplazamiento de amplitud requiere una relación señal/ruido muy alta para demodular la señal, porque de acuerdo con sus propias características, la mayoría de las señales se transmiten a muy baja potencia, y la ventaja del sistema de radiofrecuencia de modulación ASK es la estructura de transmisión y recepción.
Qué es OOK (Teclado On-Off)?
OOK (On-Off Keying) es un caso especial de modulación ASK (Shift Keying). OK si una amplitud es 0 y la otra no es cero. La codificación binaria de encendido y apagado (OOK: On-Off-Keying), también conocida como codificación de amplitud binaria (2ASK), utiliza una secuencia de código unipolar sin retorno a cero para controlar la activación y desactivación de una portadora sinusoidal. Este método de modulación es anterior al método de modulación analógica, que se utiliza para las transmisiones de radio en código Morse.
Dado que el rendimiento antirruido de OOK no es tan bueno como el de otros métodos de modulación, este método de modulación no es adecuado para las comunicaciones por satélite y las comunicaciones digitales por microondas actuales. Sin embargo, debido a la implementación simple de este método de modulación, la modulación de amplitud se realiza en los sistemas de comunicación de fibra óptica y se usa ampliamente. El método de análisis del método de modulación es básico, por lo que la teoría básica de la modulación digital se puede estudiar a partir de la introducción del método de modulación OOK.
Vm(t) es la señal digital a enviar, Acos(2πfct) es la portadora no modulada, VAM(t) es la señal portadora modulada OOK. El principio de modulación de OOK se usa para controlar una amplitud para que sea 0 y la otra para que no sea cero.
Qué es FSK (modulación por desplazamiento de frecuencia)?
FSK: modulación por desplazamiento de frecuencia. Un tipo de modulación angular en el que la frecuencia de una oscilación sinusoidal varía entre un conjunto de valores discretos, donde cada valor discreto representa un estado característico de la señal modulada discreta en el tiempo.
La modulación por desplazamiento de frecuencia es el uso de dos fuentes de oscilador F1 y F2 de frecuencia diferente para representar las señales 1 y 0. Use los 1 y 0 de una señal digital para controlar las salidas alternas de dos fuentes de oscilador independientes. Para el método de modulación de modulación por desplazamiento de frecuencia binaria, el ancho de banda efectivo es B=2xF+2Fb, donde xF es el ancho de banda de la señal de banda base binaria y la desviación de frecuencia máxima de la señal FSK. Debido a que el ancho de banda de la señal digital, es decir, el valor Fb es grande, el ancho de banda de la señal de control de clave de cambio de frecuencia binaria es relativamente grande y la tasa de utilización de la banda de frecuencia es pequeña. Use una frecuencia más alta para representar un 1 lógico y una frecuencia más baja para representar un 0 lógico.
Qué es GFSK (modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiana)?
GFSK: modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiana. Limita el ancho espectral de la señal antes de la modulación a través de un filtro de paso bajo gaussiano.
Principio de modulación: la modulación de cambio de frecuencia gaussiana GFSK es un método de modulación digital en el que los datos de entrada se premodulan y filtran a través de un filtro de paso bajo gaussiano y luego se modulan FSK. Mientras mantiene una amplitud constante, puede controlar el espectro de la señal modulada cambiando el ancho de banda de 3dB del filtro de paso bajo gaussiano.
La modulación GFSK se puede dividir en dos métodos: modulación directa y modulación en cuadratura:
① Modulación directa: después del filtrado de paso bajo gaussiano, la modulación de frecuencia analógica se realiza directamente en la portadora de RF. Cuando el índice de modulación del modulador de frecuencia es igual a 0,5, se denomina modulación GMSK (Gaussian Minimal Shift Keying), por lo que la modulación GMSK puede considerarse como un caso especial de modulación GFSK.
② Modulación en cuadratura: la señal digital se filtra a través de un filtro de paso bajo gaussiano y una integración de fase adecuada, y luego se divide en dos partes, en fase y en cuadratura. Los componentes en fase y en cuadratura de la portadora se multiplican por separado para sintetizar la señal GFSK.
Para estos cuatro métodos de modulación, el concepto físico de GFSK es el más claro y también evita el daño de las características del espectro de la señal en el proceso de modulación directa. Por otro lado, el control de parámetros GFSK se puede implementar en un filtro gaussiano con factores de calibración, y no se ve afectado por el circuito de modulación de frecuencia posterior, y el control de parámetros es más simple. Por lo tanto, el procesamiento de señal de banda base del módem de cuadratura GFSK es particularmente adecuado para la implementación digital. Tiene las propiedades necesarias para los sistemas de comunicación inalámbrica, como envolvente de amplitud constante, espectro de potencia concentrado y espectro estrecho. La tecnología de modulación y demodulación GFSK se usa ampliamente en muchos campos de IoT, como las comunicaciones móviles, la aviación y las comunicaciones marítimas.
