3.3 Модуляция және демодуляция процедураларының мәні және мазмұны

Хабарламалар сигналдар көмегімен беріледі. Қарапайым жағдайда хабарлама қабылданған сигналдың болуымен (болмауы) сипатталуы мүмкін. Мұнда сигналды анықтау мәселесін шешу қажет. Көптеген жағдайларда берілетін сигналдар түрі алдын ала белгілі болады және хабарламаның қабылдануы мүмкін болатын сигналдардың қайсысы берілгендігін анықтаудан тұрады. Онда мәселе сигналдарды айыра білуден тұрады. Егер сигналдар қандайда бір интервал аралығында тұрақты болып табылатын параметрлер мәндерімен ерекшеленетін болса, онда сигналдың параметрлерін бағалау қажет. Хабарлама параметрлер өзгерістерінде қамтылуы мүмкін, яғни олардың сәттік (локальды) мәндерінде. Онда хабарламаны алу үшін сигналдың параметрлерін фильтрлеуді жүзеге асыру қажет. Фильтрлеу мәселесі, тәртіп бойынша, параметрлерді бағалауға қарағанда неғұрлым күрделі болып табылады.

Берілетін хабарламаларға сәйкес ақпараттық параметрді басқару модульдеу деп аталады.

Ақпараттық сигналды (хабарлама) - θ(x), хабарламаға сәйкес параметрі өзгеретін тасымалдаушы-сигнал - s(x). Модульдеу барысында осы екі сигнал төмендегі теңдеуге сәйкес ξ (x) бір модульденген сигналға өзгереді:

ξ(x)=M{s(x),θ(x)}, (3.3)

мұндағы М{.}  – модульдеу түрімен анықталатын оператор. θ(x) хабарламасын қабылдау жағында белгілеу үшін кері қайта құруды жүзеге асыру қажет (демодульдеу), яғни

θ(x)=M^-1{ξ(x)}. (3.4)

s(x) тасымалдау-сигнал мен θ(x) ақпараттық сигналдың түріне, функционалды формасы мен параметрлер санына байланысты модульдеудің түрлі әдістерінің қасиеттері өзгереді, ал дәлірек айтсақ, ξ(x) сигнал спектрінің түрі мен ені, тосқауылдар ықпалына төзімді болуы.

Егер тасымалдау-сигналдың ақпараттық параметрі үздіксіз өзгеретін болса, онда модульдеу әдістері үздіксіз болып табылады, мысалы, амплитудалық, фазалық, жиілікті үздіксіз модульдеу әдістері кең таралған).

Тасымалдаушы-сигнал ретінде импульстардың кезеңдік ілеспелілігін жиі қолданады, онда модульдеуді  импульсті деп атайды (мысалы, θ(x) заңы бойынша амплитуда мен импульстар жиілігінің өзгеруі барысында амплитудалы-импульсті немесе жиілікті-импульсті модульдеу орын алады.

Ақпараттық параметр мәндердің сандық көлеміне ие болуы мүмкін, мұнда модульдеуді дискретті деп атайды. Модульдеудің дискретті түрленуі, мысалы, амплитудалық, жиілікті және фазалық  манипуляцияны жатқызуға болады. Егер параметр мәндері кодталған болса және сандық формада берілсе, онда модульдеудің сәйкес түрлері сандық модульдеу атауына ие болады. Сандық модульдеудің неғұрлым кең таралған түріне импульсті – кодты модульдеуді жатқызуға болады, онда дискретті нүктелердегі сигнал мәндерін сандық формада кодтайды.

Сигналдарды беру жүйесін құру барысындағы негізгі мәселе – жоғары жылдамдық, шынайылық және ақпаратты беру барысындағы тосқауылдардан қорғанушылық тарапынан модульдеу-демодульдеудің оптималды режимдерін анықтайтын әдістер мен математикалық модельдерді өңдеу.

Модульдеу түрлерін жіктеу барысында сигнал мен тасымалдаушы-сигнал түрін, сипатын ескереді: детерминацияланған процесс, кездейсоқ стационарлы процесс, стационарлы емес процесс және т.б. Детерминацияланған сигналдар Фурье қатарларының қасиеттері мен Фурье қайта құрулары негізінде олардың амплитудалық және фазалық спектрлерімен анықталады. Сигналдар ақпараты мен оларды беру теорияларында стохастикалық сигналдар ерекше орынға ие. Олар корреляциялық функциялар мен спектрлі тығыздықтар сияқты берілген сипаттамалары бар кездейсоқ процестердің жүзеге асырулары болып табылады.

Егер ақпараттық сигнал, тасымалдаушы-сигнал түрлері және жері сипаттамалары алдын ала берілген болса, онда негізгі мәселе сигналдарды тиімді қабылдау болып табылады. Тиімді қабылдау мәселесі, тәртіп бойынша, тосқауылдар жағдайында берілген критерий бойынша сигналдарды айыра білуден тұрады.

Хабарламаларды қабылдау мәселелерін екі класқа жіктейді –когерентті және когерентті емес қабылдау, сәйкесінше ақпаратты беру арнасында синхронизацияның болуы немесе болмауы барысында. Когерентті қабылдау әдістері (синхронды), тәртіп бойынша, неғұрлым қарапайым және сенімді. Когерентті емес (асинхронды) қабылдау тәсілдері неғұрлым жоғары ықпал етуді қамтамасыз етеді, алайда жүзеге асыру барысында неғұрлым күрделі.