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Technik – Mobilkommunikation

Modulation

Allgemein

Man verwendet eine hochfrequente Welle, die sich leicht von einer Antenne abstrahlen lässt, als Träger (Verbreitungsmedium) und moduliert diesem Träger das Informationssignal auf. Die aufmodulierten Signale müssen immer eine deutlich niedrigere Frequenz haben als die Trägerfrequenz. Bei der Modulation wird die Trägerfrequenz so manipuliert, dass sie die Veränderung des niederfrequenten Signals (das z. B. Musik oder Sprache sein kann) „abbildet“. In der digitalen Technik geht es darum, dem Träger eine gewünschte Null-Einsen-Folge (also zwei voneinander gut unterscheidbare Zustände des Trägers) aufzumodulieren.

Modulationsarten

Gut verständlich ist das am Beispiel der Amplitudenmodulation, bei der die Intensität der hochfrequenten Schwingung (die Amplitude) verändert wird (siehe Figur links). Es ist aber auch möglich, die Frequenz zu variieren (Figur rechts, oben: als FM bezeichnet). Eine dritte Möglichkeit besteht darin, die Phase zu variieren (Figur rechts, unten: als PM bezeichnet). Mittel- und Kurzwellenradio arbeiten mit Amplitudenmodulation (AM), UKW-Radio mit Frequenzmodulation (FM). Das Fernsehen kombiniert die beiden Modulationsarten und verwendet für das Bild AM, für den Ton FM. Amateurfunker senden im Kurzwellenbereich mit AM. Das digitale Fernsehen verwendet eine komplexe Kombination aus AM und FM. Der Mobilfunk der zweiten und dritten Generation (GSM und UMTS) arbeitet mit Phasenmodulation (PM), die 4. und die 5. Mobilfunkgeneration LTE und 5G verwenden komplexe Formen von AM und PM (QAM, siehe analoge und digitale Datenübertragung). 

Demodulation

Zur Entschlüsselung der auf den Träger aufmodulierten Informationen filtert der Empfänger die niederfrequenten Signale mit entsprechenden technischen Bauteilen wieder aus der Trägerfrequenz heraus und wandelt sie zurück in Sprache, Musik oder Bilder (Figur).

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