¿Cómo se transmiten los datos digitales a través de ondas de radio?

Otras respuestas cubrieron adecuadamente gran parte de la transmisión de datos conceptualmente. Disfruté la perspectiva de Chuck McCown de que puedes pensar en un transportista como un tono. Esto estimuló una contribución a la oferta no cubierta por los demás.

Al pensar en la transmisión de datos como una onda portadora modulada, es una analogía útil considerar a la portadora como un tono con atributos que pueden ser modificados por los datos, de modo que los datos de modulación se puedan detectar en el lado receptor. Pero la noción de pensar en ondas portadoras como “Tonos” llevó a pensar en la modulación del tono con datos como el instrumento musical que el jugador controla para reproducir música … como si la música fuera solo datos (es la modulación del instrumento con el partitura musical como flujo de datos transportado).

Esto trae el punto a casa de algo que otras respuestas habían omitido. Mientras que cada instrumento transmite datos impartiendo modulación al tono de un solo instrumento, otros métodos de transmisión de datos por radio imparten más datos mediante el uso de una orquestación de muchos instrumentos simultáneamente. Muchos de los sistemas de transmisión de datos integrados más nuevos consisten en múltiples flujos de datos en múltiples subcanales de soporte simultáneamente. NO son independientes, sino una sinfonía orquestada combinada para transportar más información en el colectivo. La dependencia de la música transmitida por cada instrumento es tal que todos son ortogonales entre sí (de modo que los datos transportados por cada instrumento o subportadora pueden recibirse independientemente, independientemente de las notas que se reproducen en todos los demás subcanales ) ¿Cómo se puede tratar de describir de manera similar OFDM con una analogía no técnica?

Las señales analógicas se envían modulando la portadora de RF con técnicas de modulación de amplitud y modulación de frecuencia.

Existen técnicas similares para las señales digitales: modulación por desplazamiento de fase (PSK), modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), modulación por desplazamiento de amplitud (ASK). Modulación de amplitud en cuadratura (QAM), solo por nombrar algunos. La modulación de amplitud en cuadratura usa dos portadoras en la misma frecuencia pero con un desplazamiento de fase de [matemática] 90 ^ \ circ. [/ Matemática] Se utiliza para transmisiones de datos de alta velocidad de bits.

Si la entrada es analógica, es necesario usar convertidores de analógico a digital (ADC) para convertirla a digital antes de transmitirla con una técnica de modulación digital.

¿Recuerdas el código Morse? Es solo una técnica de modulación bastante ineficiente y vintage entre muchas de ellas, pero muy intuitiva: envía ondas de radio, pausa, envía de nuevo …

Como joven estudiante, recuerdo haberle preguntado a mi profesor de electrónica por qué había un ancho de banda limitado al modular una onda portadora, por cualquier medio.

Te pagará por ser bastante claro acerca de esa limitación.

Piense en una onda de radio como un tono de audio puro. Como el pitido que solían escuchar las estaciones de televisión cuando salían del aire (tal vez eres demasiado joven).

Para imprimir información sobre ese tono, debe cambiarlo. Modúlelo. Puedes hacerlo fuerte y débil (AM), puedes encenderlo y apagarlo (CW), puedes cambiar su tono (FM), puedes hacer un efecto extraño que escuchas en alguna música donde parece desvanecerse dentro y fuera ( PM) y puede hacer algunas o todas estas cosas al mismo tiempo (QAM).

La onda de radio es solo un tono que es mucho más alto de lo que puedes escuchar. Los digitales y los ceros pueden alterar todos los atributos anteriores. Cosas como QAM toman grupos enteros de unos y ceros y usan esa combinación específica para alterar la señal de radio tanto en amplitud como en fase. Es fascinante pero todo basado en matemáticas muy sólidas.