В случае беспроводной связи передача данных происходит посредством электромагнитных волн в радиоэфире. Для беспроводной связи используются частоты простирающиеся в область ультравысоких частот (UHF - Ultra High Frequencies), в диапозоне 300 - 3000 MHz и и с длиной волны 1-10 дм. Это область дециметровых волн, в которой работают мобильные телефоны, устройства беспроводной связи, телевизионные передатчики, а также микроволновые печи.

Для передачи информации модулируют несущие сигналы. Методами модуляции являются:

• Амплитудная модуляция (AM), в случае которой амплитуда несущего сигнала варьируется в соответствии с сигналами данных
• Частотная модуляция (FM), в случае которой частота несущего сигнала изменяется в соответствии с сигналами данных
• Фазовая модуляция (PM), в случае которой фаза несущего сигнала изменяется в соответствии с передаваемыми сигналами данных.

При передачи данных через радиоэфир биты кодируются в символы. Andmete ülekandmisel üle raadioeetri kodeeritakse bitid sümboliteks. Для этого связывают значения битов в соответствие фазовому сдвигу в радиосигнале. Зная, что всего возможно 360 градусов для сдвига по фазе, можем закодировать ряд битов в один символ.

Цифровая фазовая модуляция (PSK - Phase-Shift Keying) есть метод модуляции по фазе, прстейшим вариантом из которых является бинарная фазовая модуляция, при которой у фазы передающей волны возможно только 2 значения: 0 и 180 градусов. В случае бинарной фазовой модуляции каждым символом передаётся один бит.

 

Рисунок 5‑4. Бинарная фазовая модуляция (Q - квадратурная составлящая;I - синфазная составляющая)

В случае квадратурной фазовой модуляции у фазы передающей волны может быть 4 различные значения с шагом 90 градусов, что даёт возможность передавать с каждым символом 2 бита.

Рисунок 5‑5. Квадратурная фазовая модуляция (Q - квадратурная составлящая; I - синфазная составляющая)

Используется также фазовая модуляция с 8 фазами, 8PSK, что даёт возможность передавать с каждым символом 3 бита. Она используется, например, в случае EDGE передачи данных. Используя 3 бита на символ, каждый символ может передавать 8 различных значения. Таким образом можно повысить скорость передачи данных.

Рисунок 5‑6. 8PSK фазовая модуляция (Q - квадратурная составлящая;I - синфазная составляющая)

Чтобы определить на принимающей стороне, какая фаза какому значению сигнала соответствует, приходится использовать синхронизированный сигнал поддержки, фаза которого известна. Поэтому в основном в цифровых системах связи используется дифференциальная фазовая модуляция, в случае которой необходимость в сигнале поддержки отпадает.

При дифференциальной модуляции базой изменения сигнала берётся предыдущее значение, т. е. берётся в расчёт различие в конкретных битах с их предшествующим значением..

Дифференциальная двоично-фазовая модуляция (DBPSK - Differential Bi-Phase Shift Keyeing) есть схема модуляции, которая использует инвертирование фазы сигнала. Значение 0 соответствует неизменённой фазе, а значение1 меняет фазу. Такой подход используется, например, в WiFi сетях для передачи сигналов.

Дифференциальная квадратур-фазовая модуляция (DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying) - в случае этой техники модуляции фаза может обладать 4 различными значениями. Она используется в WiFi или Bluetooth сетях с передачей данных 2 Mbit/s.

Для передачи 4 или большего числа битов используется квадратур-амплитудная модуляция (QAM - Quadrature Amplitude Modulation), в случае которой в дополнение к фазе модулируется также амплитуда несущей волны. В случае такой модуляции с двумя 90-градусными сдвигами изменяется амплитуда несущего сигнала, чтобы представить сигнал данных.В случае QAM модуляции можно с каждым символом передавать 2 бита: один бит соответствует одной, а второй бит другой амплитуде несущего сигнала. Если каждый несущий сигнал моделируется на двух уровнях, то получаем DQPSK модуляцию и разом можно передать один из четырёх возможных символов - 4QAM. QAM различные вариации находятся в промежутке от 16 до 256. Чем выше номер, тем короче дистанция и тем меньше разрешаемый шум для корректной передачи.

Цифровая передача может происходить либо по технологии узкой полосы передачи, либо с использованием техники спектрального разложения. Технология спектрального разложения делит передачу данных на имеющуюся полосу пропускания. Таким образом достигают большего противодействия шуму. Её используют в мобильной связи и в беспроводных сетях.

Различными техниками спектрального разложеня являются:

• Псевдослучайная перестройка несущей частоты (Frequency Hopping). Суть метода заключается в периодическом скачкообразном изменении несущей частоты по некоторому алгоритму, известному приемнику и передатчику. Преимущество метода - простота реализации.
• Метод расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum) - широкополосная модуляция с прямым расширением спектра. Это метод формирования широкополосного радиосигнала, при котором исходный двоичный сигнал преобразуется в псевдослучайную последовательность, используемую для модуляции несущего сигнала.

Такую схему модуляции, в которой выполняют модулирование вместе срасширение спектра, можно реализовть, используя следующие техники:

• FDMA (Frequency Divison Multiple Access) даёт каждому пользователю свою частоту.
• TDMA (Time Division Multiple Access) разделяет пользователей во времени, назначяя интервалы для каждого канала. Кждый канал именуют интервалом времени, поскольку это резервируует точный интервал времени для каждого радиопакета. Используется в системе мобильной связи GSM.
• CDMA (Code Division Multiple Access) используется во многих 3G системах. Пользователей различают кодами.
• WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) CDMA сисемы широкоолосная версия. WCDMA есть один из рарешённых UMTS стандартом IMT-2000 методов радиосвязи. Иногда вместо имени WCDMA испльзуется имя FDD (Frequency Division Duplex).