تکنولوژی مخابرات
فصل اول
*وظيفه ي اصلي مخابرات انتقال اطلاعات از يك نقطه (مبدا) به يك نقطه ي ديگر (مقصد) مي باشد.
*از لحاظ پديده ي آنالوگ يا ديجيتال دستگاه هاي آنالوگ ذاتا دقيقتر مي باشند ولي به خاطر خطاي مختلف (از جمله خطاي چشم ) كار با دستگاه هاي آنالوگ سخت بوده و از لحاظ كار، دستگاه هاي ديجيتال دقيقتر مي باشند.
*اطلاعات داراي مفهوم هايي بنام پيام يا سيگنال مي باشند.
*پيام آنالوگ پيوسته با زمان تغيير مي كند مانند صحبت انسان با دماي محيط،شدت روشنايي .
*پيام ديجيتال از مجموعه نماد هاي گسسته در دامنه و زمان تشكيل شده است مانند صفحه كليد كامپيوتر.
*در اين درس مخابرات آنالوگ بحث و بررسي خواهد شد.
*پيام توسط وسايلي به نام مبدل به سيگنال الكتريكي تبديل مي شود.
*نقاط مبدا و مقصد معمولا از يكديگر دور هستند.
*محيط بين مبدا و مقصد كه سيگنال از داخل آن عبور مي كند كانال انتقال يا به اختصار كانال گفته مي شود.
*هر سيستم مخابراتي از سه قسمت اساسي تشكيل شده است .
*فرستنده: سيگنال ورودي را پردازش كرده تا سيگنال فرستنده و گيرنده و كانال انتقال آماده انتقال از طريق كانال شود.
*كار فرستنده: فيلتر كردن، تقويت كردن، مدولاسيون، كدگذاري، تبديل به امواج الكترومغناطيسي.
*كانال انتقال: محيطي است كه از داخل آن سيگنال عبور مي كند ت به مقصد برسد مانند سيم مسي تلفن، كابل هاي هم محور (كواكسيال)، هوا، فيبر نوري.
*گيرنده: بر روي سيگنال هاي خروجي از كانال پردازش نموده و سيگنال الكتريكي اوليه را حتي الامكان بازيابي مي نمايد مانند تبديل امواج به سيگنال الكتريكي، تقويت، فيلتر كردن، دمدولاسيون، رمزگشايي، ديكد كردن.
*هنگام انتقال پيام پديده هاي مزاحم زيادي وجود دارد كه ممكن است در همه ي قسمت ها تاثير داشته باشد ولي مطابق قرارداد عوامل مزاحم را فقط در كانال بررسي و تاثير مي دهيم.
*مهم ترين پديده هاي مزاحم عبارتند از: اعوجاج، تضعيف، نويز، تداخل.
*اعوجاج: از غير خطي بودن كانال و يا كافي نبودن پهناي باند آن ناشي مي شود.
*تضعيف: به علت فاصله ی فیزیکی بین مبدا و مقصد ایجاد می شود.
*تداخل: توسط سایر سیستم ها همزمان با سیگنال اصلی در کانال منتشر می شود و باعث ایجاد اختلال در سیگنال دریافتی می شود.
*نویز: سیگنال الکتریکی کوچک و ناخواسته ای است که در همه ی محیط ها وجود دارد در مواقعی که سیگنال اصلی ضعیف است تاثیر نویز بسیار مهم است مانند نویز گرمایی.
*سیستم های مخابراتی از نظر جهت ارسال و دریافت به سه دسته تقسیم می شود :
اول: سیستم های یک طرفه (Simplex)
در سیستم های یک طرفه انتقال فقط در یک جهت از مبدا به مقصد انجام می شود مانند رادیو و تلویزیون.
دوم: سیستم های نیمه دو طرفه (Half Duplex)
در این سیستم امکان ارسال از مبدا به مقصد و یا از مقصد به مبدا وجود دارد ولی در هر لحظه از زمان فقط در یک جهت انتقال اطلاعات انجام می شود مانند سیستم بیسیم.
سوم: سیستم های دو طرفه کامل (Full Duplex)
به صورت همزمان در هر دو جهت امکان انتقال اطلاعات وجود دارد مانند مکالمه ی تلفنی یا ارتباط اینترنتی.
Telecommunication : Tele: راه دور Com:با هم بودن
*سیستم های مخابراتی مدرن: تلویزیون، رادیو، اینترنت.
*سیستم های مخابراتی قدیمی(بدوی): دود، طبل، پرچم، صدا.
مواردی که در مخابرات رد و بدل می شود: صدا، تصویر(عکس و فیلم)، اطلاعات (Data).
*سیستم های الکتریکی: 1. شکل موج شناخته شده است 2. طراحی برای مینیمم کردن تلفات.
*سیستم های مخابراتی: 1. شکل موج ناشناخته است 2. طراحی برای انتقال اطلاعات به صورت کارآمد.
*پنج مسئله مرد نظر در طراحی سیستم های مخابراتی:
1. شناخت رفتار شکل موج 2. نوع شکل موج (بصری، سمعی) 3. پهنای باند و قدرت شکل موج 4. تاثیر عوامل مزاحم بر روی شکل موج 5. قیمت سیستم $$$.
*بخش های اساسی مخابرات: 1. گیرنده 2. کانال 3. فرستنده.
*کانال: 1. کانال های باسیم (Wired Channal) 2. کانال های بیسیم (Wireless Channal).
*کانال باسیم: کابل های هم محور کواکسیال، کابل های فیبر نوری، جفت سیم های خطوط تلفن.
*کانال های بیسیم: هوا، فضا(خلا)، آب دریا.
*فرکانس: تعداد نوسانات پریودیک یک شکل موج در یک ثانیه (بحسب Hz).
طیف فرکانس های رادیویی (Radio Spectrum):
Extremly Low Frequency……………..3-30 Hz……………...(ELF)
Super Low Frequency…….......…….30-300 Hz……......….(SLF)
Ultra Low Frequency…………......…3-3000 Hz…….......…..(ULF)
Very Low Frequency………....….……3-30 KHz…….....….(VLF)
Low Frequency……………..….........30-300 KHz………..…….(LF)
Medium Frequency……..……..300-3000 KHz………....…..(MF)
High Frequency………..……....…….....3-30 MHz…….......….(HF)
Very High Frequency…...…….......30-300 MHz…...........…(VHF)
Ultra High Frequency…........…300-3000 MHz……...….....(UHF)
Super High Frequency…..............……3-30 GHz………....…(SHF)
Extremly High Frequency…..…...30-300 GHz………...…..(EHF)
*باند فرکانس های مایکرویو:
1. L Band……..….…1-2 GHz
2. S Band…….........…2-4 GHz
3.C Band…...................4-8 GHz
4. X Band…...….…8-12 GHz
5. KU Band............12-18 GHz
6. K Band......…18-26/5 GHz
7. KA Band.......26/5-40 GHz
8. V Band................40-75 GHz
9. W Band............75-110 GHz
*طراحی های طول موج:
1. Long Wave.........................(LW)...........................153-279 MHz
2. Medium Wave..................(MW).......................531-1620 MHz
3. Short Wave.........................(SW)..................2310-30000 MHz
فصل دوم
*سیگنال: سیگنال های مخابراتی کمیاتی متغیر با زمان مانند ولتاژ یا جریان می باشد و از لحاظ فیزیکی سیگنال در حوزه ی زمان وجود دارد.
*حوزه ی فرکانسی(طیف فرکانسی):کمیاتی که از مولفه های فرکانس با فرکانس های مختلف تشکیل شده است.
*انواع سیگنال:
یکی از سیگنال های متداول در بحث مخابرات سیگنال های سینوسی می باشد.
*نمایش فیزوری سیگنال سینوسی (قضیه اویلر):
*طبق قرارداد: کلیه ی سیگنال های سینوسی در این درس به صورت کسینوسی نمایش داده می شود.
نمایش معادله ی قبل به صورت فیزوری:
*طرز نمایش سیگنال های یکطرفه در مخابرات:
1. استفاده از فرکانس f و بیرون کشیدن f از داخل ضابطه ی سیگنال.
2. مقدار دامنه همیشه مثبت در نظر گرفته می شود و برای نمایش دامنه ی منفی 180 درجه به فاز اضافه یا کم خواهد شد.
3. بایستی موج های سینوسی به کسینوسی تبدیل شود.
(sinwt=cos(wt-90
4. نمایش سیگنالی در دو نمودار دامنه و فاز رسم می شود.
*طیف خطی دو طرفه:
که این نوع نمایش در مخابرات مرسوم تر می باشد.
در این نوع نمایش هر تابع حقیقی کسینوس با دو خط (هم دامنه و هم فاز) نمایش داده می شود.
*سیگنال ها در مخابرات معمولا جریانی یا ولتاژی می باشند که توابعی از زمان می باشند که روابط ریاضی این سیگنال ها همیشه در عالم فیزیکی وجود ندارند.
به طور مثال: 1. فرکانس منفی 2. طول بی نهایت(فرکانس یا زمان).
*سیگنال پریودیک: سیگنال هایی هستند که در یک فاصله ی زمانی مشخص تکرار می شوند که در یک معادله m یک عدد صحیح و پریود سیگنال می باشد.
(V(t)=V(t +/- mt0
*بحث بسط فوریه: بسط فوریه در مباحث مربوط به توابع و سیگنال های پریودیک به کار می رود این بحث برای شناسایی طیف فرکانس سیگنال های غیر سینوسی به کار برده می شود.
*بسط فوریه: بسط فوریه ی یک تابع متناوب (پریودیک) با پریود T0 ویا معکوس F0 به صورت زیر تعریف می شود.
*خواص سری فوریه:
1. تمام فرکانس ها مضرب صحیحی ازw می باشند.
2. به مولفه ی C0مولفه ی DC سیگنال V(t) گفته می شود.
3. اگر V(t) یک سیگنال حقیقی (غیر مختلط) باشد آنگاه خواهیم داشت:
*تعریف تابع سینک:
در هنگام محاسبه ی سری فوریه و بعد ها تبدیل فوریه اغلب به انتگرال زیر بر می خوریم.
*تبدیل فوریه: تبدیل فوریه تابع غیر پریودیک V(t) به صورت V(f) تعریف می شود.
خواص تبدیل فوریه:
توابع معروف:
فصل سوم
*ارسال و فیلتر کردن سیگنال ها: منظور از ارسال سیگنال فرآیندی است که طی آن سیگنال پیام از طریق یک کانال مخابراتی از نقطه ای به نقطه ی دیگر انتقال پیدا می کند.
سیگنال پیام طی عبور از المان های مختلف دچار تغییراتی مطلوب و یا نامطلوب خواهد شد.
*فیلتر کردن: اگر طیف یک سیگنال را خودمان با عبور دادن از یک سیستم مناسب تغییر دهیم و سیستمی که چنین عملی را انجام می دهد فیلتر نام دارد.
*سیستم های خطی و تغییر ناپذیر با زمان (LTI): علت استفاده از این بحث این است که اکثر سیستم های مخابراتی به وسیله ی سیستم های LTI قابل مدلسازی هستند.
اگر یک سیستم دو شرط زیر را هم زمان ارضا کند سیستم خطی گویند.
*سیستمی که رابطه ی زیر را ارضا کند سیستم تغییر ناپذیر با زمان می باشد
(F[x(t-to)]= y(t-t0
*پاسخ ضربه: پاسخ ضربه یک سیستم LTI را با h(t) نمایش می دهند و بنا به تعریف پاسخی است که آن سیستم به ورودی ضربه می دهد.
((h(t)= F(8(t
اگر پاسخ ضربه ی یک سیستم LTI را بدانیم می توانیم پاسخ آن سیستم را به هر ورودی دیگری بدست آوریم.
چون محاسبه ی چنین انتگرال هایی سخت است از تبدیل فوریه استفاده می شود.
*خاصیت فیلتری سیستم های LTI :
*اندازه ی طیف خروجی با حاصلضرب اندازه ی طیف های ورودی و پاسخ فرکانسی برابر است و فاز طیف خروجی برابر مجموع فاز های طیف های ورودی و پاسخ فرکانسی هست.
نکته: برای بردن فرکانس در حوزه ی زمانw تبدیل به t می شود.
*عبور سیگنال ها از سیستم های LTI :
در یک انتقال سیگنال بدون اعوجاج، شکل سیگنال خروجی دقیقا همانند سیگنال ورودی است یعنی سیگنال خروجی ممکن است تغییر مقیاس داده شود و یا جابه جا شده باشد ولی شکل سیگنال خروجی دقیقا شبیه سیگنال ورودی است.
اگر(H(w ما دارای عدد ثابت K نباشد دامنه اعوجاج دارد و سیستم ما همراه با اعوجاج است مانند:
*فیلتر ایده آل: فیلتری است که در یک بازه ی فرکانسی مشخص رفتاری همانند خط انتقال بدون اعوجاج از خود نشان دهد.
انواع فیلترها: 1. پایین گذر(LPF) 2. بالا گذر (HPF) 3. میان گذر (BPF) 4. میان نگذر (BSF)
تابع تبدیل یک فیلتر پایین گذر(LPF): در این نوع فیلتر مقدارwc1=0 می باشد.
تابع تبدیل یک فیلتر بالا گذر(HPF): در این نوع فیلتر wc1>0 می باشد.
تابع تبدیل یک فیلتر میان گذر(BPF): با فرض k=1 .
تابع تبدیل یک فیلتر میان نگذر(BSF): در این نوع فیلتر تمام فرکانس ها به غیر از یک بازه ی فرکانسی از آن عبور می کند.
فیلتر میان گذر ایده آل تمام مولفه های فرکانسی سیگنال ورودی را که بینwc1 , wc2 قرار دارند بدون اعوجاج عبور می دهند و دیگر مولفه های موجود در طیف سیگنال ورودی را حذف می کند.
wc1 , wc2 به ترتیب فرکانس قطع پایین و فرکانس قطع بالا نام دارند.
نکته: اندازه ی پاسخ فرکانسی |h(w)| در سیستم های LTI تابعی زوج و فاز آن تابعی فرد است.
تابع زوج: از لحاظ ریاضی f(w)=F(-w) و از لحاظ شکل نسبت به محور y ها تقارن داشته باشد.
تابع فرد: ازلحاظ ریاضی -f(w)=F(-w) و از لحاظ شکل نسبت به مبدا مختصات تقارن داشته باشد.
![]()
*پهنای باند فیلتر ها:
پهنای باند یک فیلتر پایین گذر ایده آل Wb با فرکانس قطع بالای آن برابر است یعنی
Wb=wc2 .
پهنای باند یک فیلتر میان گذر ایده آل با رابطه ی Wb=wc2-wc1 بدست می آید.
نقطه ی میانی را فرکانس مرکزی فیلتر میان گذر ایده آل گویند.
برای فیلتر های بالاگذر و میان نگذر پهنای باند تعریف نمی شود.
*رایج ترین تعریف برای پهنای باند فیلتر های عملی غیر ایده آل پهنای باند 3-db یا به عبارتی
W3-db می باشند.
در مورد یک فیلتر پایین گذر و فرکانس قطع - W3-db کوچکترین فرکانس مثبتی که در آن طیف |H(w)| به مقداری برابر با|H(0)| به روی رادیکال 2 کاهش می یابد.
برای فیلتر های میان گذر غیر ایده آل پهنای باند W3-db به صورت اختلاف بین دو فرکانس که در آن ها اندازه ی طیف |H(w)| به مقدار |H(0)| به روی رادیکال 2 می رسد تعریف می کنیم.
w0فرکانسی است که در آن|H(w)| به مقدار ماکزیمم می رسد.
فصل چهارم
مدولاسیون: طیف هر سیگنال حاوی اطلاعات تقریبا در یک بازه ی فرکانسی مشخص توزیع شده است که محدوده ی این بازه ی تا حد زیادی به طبیعت سیگنال بسته است.
به طور مثال قسمت اعظم انرژی سیگنال صحبت انسان در محدوده ی چند هرتز تا چند کیلو هرتز توزیع شده است.
مدولاسیون عملی است که طی آن محدوده توزیع فرکانس یک سیگنال تغییر پیدا می کند سیگنال اصلی را سیگنال مدوله کننده و نتیجه ی به دست آمده از عمل مدولاسیون را سیگنال مدوله شده می نامند.
مثلا از مدولاسیون آنالوگ: 1. موج پیوسته 2.پالس
*سیگنال حامل: سیگنالی است که با کمک آن طیف سیگنال پیام به فرکانس های بالا منتقل می شود.
*مدولاسیون موج پیوسته: از یک سیگنال سینوسی به فرم کلی زیر به عنوان سیگنال حامل استفاده می شود.
در حالت کلی سیگنال حامل مدوله شده از لحاظ ریاضی به صورت زیر است:
اگر A(t) با سیگنال پیام m(t) ارتباط خطی داشته باشد در این صورت به آن مدولاسیون دامنه و اگرQ(t) یا مشتق آن با m(t) رابطه ی خطی داشته باشد در این صورت به آن فاز (زاویه) گفته می شود.
سیستم هایی که در آن ها عمل مدولاسیون انجام نمی پذیرد به آن ها سیستم های باند مبنا یا پایه گویند.
*فواید و کاربرد های مدولاسیون:
1. غلبه بر محدودیت های موجود در ابزار ها
2.مدولاسیون برای تخصیص فرکانس
3. مدولاسیون برای کاهش نویز و اغتشاشات
4. راحتی در انتشار امواج رادیویی از آنتن
*رابطه طول موج با طول آنتن:
برای انتشار و دریافت امواج رادیویی به استفاده از آنتن با سایز مناسب نیازمندیم برای انتقال موثر امواج الکترومغناطیسی بهتر است امواج آنتن در حدو اندازه ی طول موج ما باشد.
*استفاده از مدولاسیون باعث استفاده از آنتن با طول مناسب می شود.
*مدولاسیون دامنه: در مدولاسیون دامنه سیگنال حامل مدوله شده با قرار دادن Q(t)=0 بدست می آید.
به خاطر نسبت خطی m(t) با A(t) به این نوع مدولاسیون، مدولاسیون خطی نیز می گویند. بسته به نوع ارتباط m(t) و A(t) چهار نوع مدولاسیون داریم:
1. مدولاسیون DSB
2. مدولاسیون SSB
3. مدولاسیون دامنه معمولی AM
4. مدولاسیون VSB
*مدولاسیون DSB : اگر A(t) ضریبی از سیگنال پیام باشد مدولاسیون حاصل مدولاسیون DSB هست (فرض ضریب برابر یک است).
نکته: f وص یک نسبت2n دارند پس فرق ندارد از هر کدام استفاده کنیم.
مشکل این مدولاسیون این هست که بهره ی سیگنال را نصف می کند به وسیله ی ضریب 2/1آن.
*دمدوله کردن سیگنال های DSB : برای دمدوله کردن سیگنال های DSB باید سیگنال مدوله شده DSB در دستگاه گیرنده در یک سیگنال سینوسی هم فاز با سیگنال حامل ضرب و نتیجه از یک فیلتر پایین گذر عبور داده شود.
نتیجه: وقتی که از فیلتر عبور داده شد، قسمت های فرکانس های بالا که به اندازه ی 2wc جا به جا شده حذف می شود.
*دو مشکل عمده این نوع مدولاسیون:
1. بهره ی سیگنال را نصف می کند.
2. ساختن یک سیگنال دقیقا هم فاز سیگنال حامل ورودی به راحتی امکان پذیر نمی باشد.
*مدولاسیون دامنه معمولی (AM):
توضیح: در این قسمت قبول می کنیم که تبدیل فوریه 1 برابر 2n8w و تبدیل فوریه m(t) همان M(w) می باشد.
*دمدولاسیون سیگنال AM :
*آشکار سازی: اگر A به اندازه ی کافی بزرگ باشد در آن صورت دامنه ی[A+m(t)] دقیقا همان شکل سیگنال پیام را خواهد داشت در غیر این صورت پوش سیگنال XAM(t) با سیگنال پیام دقیقا متناسب نخواهد بود بنابراین شرط اینکه بتوان سیگنال پیام را با آشکار ساز پوش از سیگنال مدوله شده استخراج کرد این است که
به ازای A+m(t)>0 یا A>=|min(m(t))|
اگر u>1 باشد پوش سیگنال AM با سیگنال پیام متفاوت می شود که در این حالت گوییم سیگنال پوش بیش مدوله شده است.
*آشکار ساز پوش: ساده ترین مدار آشکار ساز پوش از یک دیود، خازن و مقاومت تشکیل شده است.
طرز کار مدار بدین صورت می باشد که در نیم سیکل که سیگنال ورودی مثبت است دیود در بایاس مستقیم قرار می گیرد و خازن به سرعت شارژ می شود در پایان مرحله شارژ ولتاژ خازن، تقریبا مقدارسیگنال با مقدارسیگنال ورودی برابر خواهد بود همینکه مقدار سیگنال ورودی از مقدار Max خود کمتر شود دیود نیز قطع خواهد شد مقدار RC طوری انتخاب می شود که عمل دشارژ خازن با سرعت مناسب انجام پذیرد عمل تخلیه خازن تا زمانی که در نیم سیکل مثبت بعدی مقدار سیگنال ورودی با ولتاژ روی خازن برابر شود ادامه می یابد خازن دوباره به اندازه ی حداکثر سیگنال ورودی شارژ می شود و این رویه تکرار می شود.
برای کار کرد رضایت بخش مدار باید این شرط برقرار باشد:
*مدولاسیون SSB : مدولاسیون های DSB و AM از پهنای باند خط انتقال به طور بهینه استفاده نمی کنند چرا که برای انتقال یک سیگنال پیام با پهنای باند wm سیگنال مدوله شده پهنای باند دو برابر پهنای باند سیگنال را اشغال می کنند.
در حالیکه اطلاعات موجود در هر یک از باند های کناری بالا یا پایین به تنهایی اطلاعات لازم جهت بازسازی سیگنال پیام را دارند و نیازی به انتقال هر دو باند کناری بالا و پایین نیست اگر تنها یکی از دو باند کناری بالایی یا پایین ارسال شود به این نوع مدولاسیون، مدولاسیون تک باند کناری (Single Side Band) گفته می شود.
بزرگترین مزیت مدولاسیون SSB صرفه جویی در پهنای باند خط انتقال می باشد اما در عوض سخت افزار پیچیده و پرهزینه ای برای آشکار سازی نیاز دارد.
*تولید سیگنال SSB : 1. روش انتخاب فرکانسی 2. روش جابه جایی فاز.
*روش انتخاب فرکانسی: سرراست ترین راه برای ایجاد یک سیگنال SSB این است که یک سیگنال DSB تولید کرده و سپس با بکار گیری یک فیلتر مناسب یکی از دو باند کناری را حذف کنیم البته این روش از لحاظ عملی چندان مطلوب نیست و به راحتی قابل اجرا نمی باشد چرا که در این حالت به فیلتر های تیزی نیازمندیم.
*دمدولاسیون سیگنال SSB : با استفاده از آشکار ساز همزمان که برای آشکار سازی سیگنال DSB به کار گرفته شد می توانیم سیگنال های SSB را آشکار کنیم بدین منظور ابتدا سیگنال SSB را در سیگنال حامل ضرب می کنیم و سپس نتیجه را از یک فیلتر پایین گذر عبور می دهیم.
این روش مشکلات و محدودیت های آشکار سازی DSB را دارد که همان تولید سیگنال حامل (در فرستنده) هم فاز و هم فرکانس باشد.
*مدولاسیون VSB : در واقع مصالحه ای بین SSB و DSB می باشد در مدولاسیون DSB گفتیم هر دو باند کناری و در مدولاسیون SSB فقط یکی از دو باند کناری ارسال می شود.
*عیب مدولاسیون DSB : اشغال پهنای باند بیشتر از آنچه واقعا مورد نیاز است.
*عیب مدولاسیون SSB : احتیاج به فیلتر های بسیار تیز می باشد.
در مدولاسیون VSB یکی از دو باند کناری را به طور کامل به همراه قسمتی از باند کناری دیگر ارسال می شود معمولا پهنای باند ارسال سیگنال VSB تقریبا 25/1 برابر پهنای باند سیگنال SSB متناظر است.
*مالتی پلکس کردن فرکانس: در برخی از موارد می خواهیم چند سیگنا پیام را تنها از طریق یک کانال مخابراتی ارسال نماییم مثلا بسیاری از ایستگاه های فرستنده رادیویی، چندین برنامه را به طور همزمان و تنها با استفاده از یک آنتن پخش می کنند برای انتقال چند سیگنال از طریق یک خط انتقال، ابتدا باید این سیگنال ها (طوری که با هم تداخل نکنند) با هم ترکیب کنیم، این کار باعث می شود که سیگنال های پیام (با استفاده از تکنیک مناسب) در مقصد قابل بازیابی باشد.
*روش های مالتی پلکس کردن:
1. با استفاده از تقسیم فرکانسی(FDM)
2. با استفاده از تقسیم زمانی(TDM)
در روش FDM سیگنال های پیام طوری مالتی پلکس می شوند که در حوزه ی فرکانسی تداخلی با هم نداشته باشند در حالی که در روش TDM عمل مالتی پلکس کردن بر پایه ی عدم تداخل زمانی سیگنال های پیام می بنا شده است.
در روش FDM از مدولاسیون DSB برای انتقال سیگنال استفاده می شود (البته هر نوع مدلاسیون دیگری نیز در روش FDM قابل استفاده است مشروط بر اینکه فرکانس های سیگنال های حامل طوری انتخاب شوند که طیف سیگنال ها روی هم نیافتند با این حال معمولا از مدولاسیون SSB در FDM استفاده می شود) در دستگاه گیرنده ابتدا با به کار گیری فیلتر های میان گذر مناسب سیگنال های پیام را از یکدیگر تفکیک و عمل دمدولاسیون بر روی تک تک سیگنال ها انجام می پذیرد.
*مدولاسیون زاویه: عبارت مدولاسیون زاویه برای اشاره به هر نوع مدولاسیون فاز یا PM و مدولاسیون فرکانس یا FM به کار می رود و بیانگر فرآیندی است که طی آن زاویه ی فاز حامل سینوسی با توجه به سیگنال پیام تغییر می کند.
در مدولاسیون دامنه طیف سیگنال مدوله شده همیشه شبیه سیگنال پیام بود و هرگز از دو برابر پهنای باند اشغال شده توسط خود سیگنال پیام تجاوز نمی کرد اما در مدولاسیون زاویه ارتباط بین اجزای فرکانسی سیگنال مدوله شده و سیگنال پیام به سادگی قابل تشخیص نیست و معمولا پهنای باند اشغال شده بسیار بزرگتر از دو برابر پهنای باند سیگنال است این نوع مدولاسیون باعث پیچیدگی سیستم های مدولاسیون فاز شده ولی افزایش کیفیت سیگنال دریافت شده در گیرنده و نیز مقاوم بودن نسبت به نویز و اغتشاش را در بر دارد.
نکته: اگر از یک انتگرال مشتق بگیریم یا بالعکس این دو یکدیگر را خنثی کرده و عبارت داخل انتگرال یا مشتق جواب ماست.
نکته:با داشتن سیگنال کریر نمی توان تشخیص داد که مدولاسیون PM یا FM است.
*طیف فوریه سیگنال های مدوله شده زاویه:
* مدولاسیون زاویه باند باریک:
جمله ی Q(t)sinwct باعث می شود که اگر پهنای باند اشغال شده توسط Q(t) به اندازه ی Wb باشد در آن صورت سیگنال مدوله شده زاویه ی باند باریک پهنای باندی به اندازه ی 2Wb داشته باشد.
*مدولاسیون سینوسی یا (Tone):
مدولاسیون سینوسی مدولاسیونی است که در آن سیگنال پیام ما یک سیگنال سینوسی خاص است اگر سیگنال پیام یک سیگنال سینوسی خالص باشد، یعنی:
*معرفی شاخص مدولاسیون:
*پهنای باند مدولاسیون های زاویه:
الف) مدولاسیون سینوسی: اگر مدولاسیون شما مدولاسیون سینوسی باشد پهنای باند شما برابر خواهد بود با:
معمولا اگر B<0/2 شد مدولاسیون را مدولاسیون باند باریک در نظر بگیرید.
ب) پهنای باند برای مدولاسیون دلخواه: در قسمت قبل فرض کردیم سیگنال پیام سیگنال سینوسی باشد برای یک سیگنال مدوله شده زاویه دلخواه غیر سینوسی ( در اینجا به جای B ، D تعریف می شود ).
برگرفته از :salman-moradkhani.persiangig.com
