Codificação M-ária
A palavra binária representa dois bits. M simplesmente representa um dígito que corresponde ao número de condições, níveis ou combinações possíveis para um determinado número de variáveis binárias.
Este é o tipo de técnica de modulação digital usada para transmissão de dados em que em vez de um bit, dois ou more bits are transmitted at a time. Como um único sinal é usado para transmissão de vários bits, a largura de banda do canal é reduzida.
Equação M-ária
Se um sinal digital for dado em quatro condições, como níveis de tensão, frequências, fases e amplitude, então M = 4.
O número de bits necessários para produzir um determinado número de condições é expresso matematicamente como
$$ N = \ log_ {2} M $$
Onde,
N é o número de bits necessários.
M é o número de condições, níveis ou combinações possíveis com N bits.
A equação acima pode ser reorganizada como -
$$ 2 ^ {N} = M $$
Por exemplo, com dois bits, 22 = 4 condições são possíveis.
Tipos de técnicas M-árias
Em geral, (M-ary) técnicas de modulação multinível são usadas em comunicações digitais como as entradas digitais com mais de dois níveis de modulação permitidos na entrada do transmissor. Portanto, essas técnicas são eficientes em termos de largura de banda.
Existem muitas técnicas de modulação M-ário diferentes. Algumas dessas técnicas modulam um parâmetro do sinal da portadora, como amplitude, fase e frequência.
M-ário ASK
Isso é chamado M-ary Amplitude Shift Keying (M-ASK) ou M-ary Pulse Amplitude Modulation (PAM).
A amplitude do sinal da portadora assume M Niveis diferentes.
Representação de M-ário ASK
$$ S_m (t) = A_mcos (2 \ pi f_ct) \: \: \: \: \: \: \: A_m \ epsilon {(2m-1-M) \ Delta, m = 1,2 .... M } \: \: \: e \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_s $$
Este método também é usado no PAM. Sua implementação é simples. No entanto, o M-ário ASK é suscetível a ruído e distorção.
FSK M-ário
Isso é chamado de M-ary Frequency Shift Keying.
A frequência do sinal da portadora assume M Niveis diferentes.
Representação de FSK M-ário
$$ S_ {i} (t) = \ sqrt {\ frac {2E_ {s}} {T_ {S}}} \ cos \ lgroup \ frac {\ Pi} {T_ {s}} (n_ {c} + i) t \ rgroup \: \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_ {s} \: \: \: e \: \: \: i = 1,2 ..... M $$
onde $ f_ {c} = \ frac {n_ {c}} {2T_ {s}} $ para algum inteiro fixo n.
Isso não é suscetível a ruído tanto quanto ASK. O transmitidoMnúmero de sinais são iguais em energia e duração. Os sinais são separados por $ \ frac {1} {2T_s} $Hz tornando os sinais ortogonais entre si.
Desde a Mos sinais são ortogonais, não há aglomeração no espaço do sinal. A eficiência da largura de banda de um FSK M-ário diminui e a eficiência energética aumenta com o aumento de M.
M-ário PSK
Isso é chamado de Manipulação de mudança de fase M-ário.
o phase do sinal da portadora, assume M Niveis diferentes.
Representação de M-ário PSK
$$ S_ {i} (t) = \ sqrt {\ frac {2E} {T}} \ cos (w_ {0} t + \ emptyset_ {i} t) \: \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_ {s} \: \: \: e \: \: \: i = 1,2 ..... M $$
$$ \ emptyset_ {i} t = \ frac {2 \ Pi i} {M} \: \: \: onde \: \: i = 1,2,3 ... \: ... M $$
Aqui, o envelope é constante com mais possibilidades de fase. Este método foi usado durante os primeiros dias da comunicação espacial. Possui melhor desempenho do que ASK e FSK. Erro mínimo de estimativa de fase no receptor.
A eficiência da largura de banda do M-ário PSK diminui e a eficiência energética aumenta com o aumento de M. Até agora, discutimos diferentes técnicas de modulação. A saída de todas essas técnicas é uma sequência binária, representada como 1s e 0s. Essas informações binárias ou digitais têm muitos tipos e formas, que serão discutidos mais adiante.