A rádiócsatornán a jelet 3 jellegzetes spektrumképpel vihetjük át:
Koncentrált egyvivős rendszerben
Egyidőben egyetlen vivőt, de szórt spektrumot alkalmazó rendszerben
Többvivős rendszerben
Koncentrált egyetlen vivőfrekvenciás rendszerek
Az analóg átvitelek során már megszoktuk, hogy általában egyetlen vivőfrekvenciát modulálunk, és így visszük
át az információt rádiófrekvencián (AM-DSB). Speciális esetben elnyomjuk a vivőt (AM-DSB/SC) vagy csak a fele
spektrumot visszük át (AM-SSB) vagy netán a vivő nélküli fél spektrumot (SSB ill. AM-SSB/SC).
A digitális átvitel során is használhatjuk ezt az egyetlen vivőre építő elvet. Ennek néhány klasszikus, analóg áramkörökkel könnyen implementálható példája:
DTMF, ahol a hangfrekvenciás jelben kettő darab frekvencia határozta meg a billentyűzet sor/oszlop metszetét.
AFSK, ahol a hangfrekvenciás jelben egy 1200 és egy 2200 Hz-es vivő reprezentálja a '1' és a '0' bitet.
FSK, ahol közvetlen a rádiófrekvenciás vivőt moduláljuk
FFSK (=MSK), ahol a hangfrekvenciás jelet fázisugratjuk
BPSK (lásd a modulációk fejezetet)
QPSK (lásd a modulációk fejezetet)
Rádióamatőr átvitelnél BPSK és QPSK modulációt is használnak koncentrált egyvivős rendszerben (pl. PSK31 átvitelnél). Azonban ezek a modulációk az igazi jelentőségüket az OFDM átviteleknél nyerik.
Szórt spektrumú rendszerek (DSSS és FHSS)
Bizonyos esetekben kellemesebb megoldásnak tűnik, ha egy erős spektrumvonal helyett az átvitelhez szükséges
energiát egy szélesebb csatornában megpróbáljuk "szétkenni". Ennek két módszere ismert.
1. Direct Sequence Spread Spektrum
Ennek a módszernek az alapelve, hogy egy a jelfolyamnál sokkal gyorsabb (pl. 11-szeres) pszeudórandom generátorral
előállított zagyválókóddal össze XOR-oljuk a bináris adatfolyamunkat, és az így kapott "zajt" visszük át a csatornán.
A vevőoldalon ugyanilyen paraméterű pszeudórandom generátorral vissza XOR-olva a vett "zajt", megkapjuk a bitfolyamunkat.
Közben a rádiófrekvenciás jelünk energiája ebben az esetünkben 11-szer szélesebb spektrumban lett szétkenve.
A DSSS egy gyakorlati implementációja a CCK, amely az ún. M-ary Orthogonal Keying moduláció egy implementációja,
amely I/Q modulátorral állítja elő a jelet.
2. Frequency Hopping Spread Spektrum
A másik érdekes elv az, hogy szintén egy pszeudórandom generátor által meghatározott frekvencián adunk, majd a
következő időpontban egy másik frekvenián folytatjuk.
Amennyiben a vevő is ugyanezzel a paraméterű pszeudórandom generátorral rendelkezik, akkor ugyanerre a frekvenciára fog a
vevőoldal is váltani, tehát a vevő középfrekvenciás része egy folyamatos spektrumot fog "látni".
Belátható, hogy az egységnyi frekvenciára jutó átlagenergia a folyamatos vándorlás miatt ebben az esetben is a folyamatosan vehető zajszint alatti értékű lehet.
Sokvivős rendszerek
A sokvivős rendszereket úgy képzelhetjük el, hogy a rádiófrekvenciás csatornában egyetlen vivőfrekvenica helyett
egyidőben sok vivőt alkalmazunk. Ezt a modulációtípust kizárólag szoftveresen célszerű előállítani, ezért bár az 1950-es
években már születtek publikációk róla, technológiai okokból azonban az 1980-as évek második felétől lett nagy jelentősége.
Nézzük meg néhány előnyét:
Sok vivővel egyenletesebben fedik le a spektrumot, így a jel/zaj viszony is egyenletesebb a különböző szimbólumkombinációk esetén.
Jobb csatornakihasználás, ugyanis a csatorna minden pontján adatot viszünk át
A jobb csatornakihasználás érdekében az OFDM vivőket bizonyos mértékig át is lapolják
A jellel egyidőben a másik vivő pilotjelet szállíthat, ami pillanatnyi amplitúdó és fáziskorrekcióra ad lehetőséget.
Spektrális zavarjel esetén egy-egy vivő modulációját egyszerűbbre kell venni, vagy a vivőn az adatátvitelt szüneteltetni.
Az egyik vivő zavarásából adódó korlátozás nincs hatással a másik vivő kihasználhatóságára.
A többutas terjedésből eredő amplitúdó és fáziszavarokat is tudjuk mérni, illetve a szimbólumok után az adott vivőn szünetet hagyva megvárhatjuk, hogy a "visszhang" elmúljon.
Vivők szerint statikusan is szétoszthatjuk a bitfolyamot, ugyanakkor nyalábolva dinamikusan is oszthatjuk a szolgáltatások között.
Példa: 5 vivős OFDM spektrumképe (gyakorlatban általában 100...10000 vivőt használnak)
Ezeket a spektrumvonalakat ezután BPSK, QPSK (=QAM4), 8PSK, QAM16, QAM64, QAM256, QAM1024 modulációk valamelyikével modulálhatóak.
Ezek a modulációk spektrumvonalanként és időnként tetszőlegesen megváltoztathatóak.
A modulációkról részletesebben a következő fejezetben lesz szó.
