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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 55

Wireless Basics – Einfache Modulationsverfahren

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Drei- und Vier-Bit-Übertragung

Unter Erhöhung des technischen Aufwandes ist es natürlich auch möglich, acht verschiedene Phasenlagen zu erstellen und somit jeweils drei Bits zu übertragen.

Eine weitere Verengung der Phasendifferenzen ist für eine schnelle binäre Übertragung realtiv problematisch.

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Bei der Übertragung, darauf sei an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich hingewiesen, wird die primäre Zeichenschwingung durch eine Verschiebung der Phase aufmoduliert. Die Signalelemente sind nicht fest zugeordnet. Das nächste zu wählende Signalelement ergibt sich erst aus dem Kontext des vorigen Elements.

Wegen der technisch nicht mehr weiter sinnvollen möglichen Verkleinerung der Differenz der Phasen muss man zu einem weiteren Mittel greifen, um den Informationsgehalt weiter zu verdichten: man kombiniert Phasendifferenz- und Amplitudenmodulation.

Z.B. fasst man vier Bits der primären Zeichenschwingung zusammen. Das erste Bit bestimmt z.B. die Amplitude, die nächsten drei die Phasendifferenz. Diese Verfahren lassen sehr viele Varianten zu. Da im Grunde mit zwei jeweils selbst steuernden, aber im Sinne der binären Übertragung vereinigten primären Zeichenschwingungen gearbeitet wird, heißen sie Quadratur-Amplituden Modulation, QAM. Die Abbildung 3 zeigt ein mögliches Phasendiagramm. Die Punkte im Phasendiagramm, die die „Koordinaten“ für eine Modulation ausgehend von einem zu übertragenden Symbol der primären Zeichenschwingung angeben, werden auch Konstellationspunkte genannt.

Wir fassen zusammen: PSK-Modulatoren erzeugen zunächst aus einer Schwingung phasenverschobene Schwingungen, die permanent zur Verfügung stehen und in logischer Kombination mit den einlaufenden Bits der primären Zeichenschwingung zum Ausgang geschaltet werden.

Es liegt nahe, zur Übertragung nicht nur zwei verschiedene Phasenverschübe zu wählen, sondern z.B. vier, acht oder sechzehn, so dass mehrere Bits parallel in ein Signalelement gepackt werden können. Der Aufwand zur Decodierung erhöht sich entsprechend. Bei der Benutzung teurer Leitungen mit geringer Kapazität kann sich diese jedoch lohnen.

Schließlich kann man die Anzahl der Bits pro Signalelement noch dadurch weiter erhöhen, dass neben, sagen wir acht verschiedenen Phasenverschüben, auch noch z.B. zwei verschiedene Amplituden möglich sind. Eine derartige Modulationsform wird, da eigentlich mindestens zwei primäre Zeichenströme zusammengefasst werden, auch als Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM) oder als AM-PSK bezeichnet.

Die Anzahl der Konstellationspunkte wird oft vor die Bezeichnung gesetzt, also bedeutet z.B. 16-QAM eine Quadratur Amplitudenmodulation mit 16 Konstellationspunkten. Mit dieser Modulation könnte man den Informationsgehalt von jeweils vier Bits auf einmal übertragen.