İnsanoğlu, var oluşundan bu yana haberleşme gereksinimi duymuştur. Başlangıçta ilkel yöntemlerle haberleşen insanlar, zamanla yeni haberleşme teknikleri geliştirmişlerdir

6. TCP/IP VE UYDULAR

6. 1 SAYISAL İLETİŞİM

Son yıllarda, klasik genlik modülasyonu (AM), frekans modülasyonu ya da faz modülasyonu (PM) kullanılan geleneksel analog iletişim sistemleri giderek yerini daha modern sayısal iletişim sistemlerine bırakmaktadır. Sayısal sistemleri geleneksel analog sistemlere oranla belirgin bazı avantajları vardır: İşleme kolaylığı, çoğullama kolaylığı ve gürültüye bağışıklık.

Sayısal iletişim terimi, aralarında sayısal iletim ve sayısal radyonun da bulunduğu geniş bir iletişim teknikleri alanını kapsar. Sayısal iletim, bir iletişim sistemin iki noktası arasında sayısal darbelerin iletilmesidir. Sayısal radyo, bir iletişim sisteminde iki nokta arasında sayısal modülasyonlu analog taşıyıcıların iletilmesidir. Sayısal radyo sistemlerinde, iletim ortamı boş alan ya da yer yüzü a
tmosferidir.(Gök, 1997)

Şekil 10, sayısal bir iletim sistemi ile sayısal radyo sisteminin basitleştirilmiş blok diyagramları gösterilmiştir. Sayısal bir iletim sisteminde, başlangıçtaki kaynak bilgi sayısal biçimde ya da analog biçimde olabilir. Eğer kaynak biçim analog biçimdeyse, iletimden önce sayısal darbeler; alma ucunda ise tekrar analog biçime dönüştürülür. Sayısal radyo sisteminde, modüle edici giriş sinyali ve demodüle edilmiş çıkış sinyali sayısal darbelerdir. Sayısal darbeler, sayısal bir

iletim sisteminde, anabilgisayar gibi sayısal bir kaynaktan ya da analog bir sinyalin ikili kodlanmasından kaynaklanabilir. Bilindiği üzere bilgisayarlar bir birleri ile iletişim kurarken sayısal iletişim kullanılır. Bir bilgisayardan diğerine veri gönderilirken öncelikle verinin iletimi için uygun bir protokol seçilmektedir. TCP/IP en fazla kullanılan protokoldür. Veriler uygun formata bu protokoller sayesinde getirilir. Daha sonra OSI katmanlarından fiziksel katmana denk olan verinin fiziksel ortamda iletilmesi söz konusudur. Uydu iletişiminde verinin iletilebilmesi için sayısal radyo modülasyon teknikleri kullanılır. Bu modülasyon teknikleri aşağıda detaylı olarak anlatılacaktır.
Sayısal iletimde en temel sembol bit’ tir. Bu nedenle, bir sistemin kapasitesini saniyedeki bit sayısı (bps) şeklinde ifade edilir.

6. 2 SAYISAL RADYO

Sayısal radyo sistemini klasik AM, FM ya da PM radyo sistemlerinden ayıran özellik, sayısal radyo sisteminde modüle edici ve demodüle edilmiş sinyallerin , analog dalga biçimleri değil, sayısal dalga olmalarıdır. Klasik sistemlerde olduğu gibi sayısal radyoda da analog taşıyıcılar kullanılır. Temel olarak sayısal radyo sistemlerinde yaygın olarak kullanılan üç sayısal modülasyon tekniği vardır: Frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK), Faz kaydırmalı anahtarlama (PSK), ve dik-açı (kuadrotür) genlik modülasyonu(QAM).

6. 2. 1 Frekans Kaydırmalı Anahtarlama

Frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK), düşük performanslı bir sayısal modülasyon biçimidir. Normal frekans modülasyonundan farkı, modüle edici sinyalin sürekli değişen bir dalga biçimi değil, iki ayrık gerilim düzeyi arasında değişen ikili darbe akışı almasıdır.

6. 2. 1. 1 FSK Verici
İ
kili FSK’ de, orta frekans ya da taşıyıcı, ikili giriş verisi tarafından kaydırılır. Dolayısıyla, FSK bir modülatörün çıkışı, frekans domeninde bir basamak fonksiyonudur. İkili giriş sinyali, 0 mantık düzeyinden 1 mantık düzeyine ya da 1 mantık düzeyinden 0 mantık düzeyine değiştiğinde, FSK çıkışı iki frekans arasında kayar: işaret ya da mantık 1 frekansı ile aralık ya da mantık 0 frekansı. FSK’ de, ikili giriş sinyalinin mantık durumu her değiştiğinde, çıkış frekansında bir değişiklik olur. Dolayısıyla, çıkış değişim hızı giriş değişim hızına eşittir. Sayısal modülasyonda, modülatörün girişindeki değişim hızına bit iletim hızı denir. Bit iletim hızının birimi, bit/saniyedir. (bps) Modülatörün çıkışındaki değişim hızına boud ya da boud hızı denir. Boud hızı, bir çıkış sinyalleme öğesinin süresinin tersine eşittir. FSK’ de, giriş ve çıkış değişim hızları eşittir; dolayısıyla, bit iletim hızı ve boud hızı eşittir. Basit bir FSK verici şekil 11’ de gösterilmiştir.
F
SK modülatör bir tür FM vericidir; çoğunlukla da gerilim kontrollü bir osilatördür (VCO). Şekil 11’ de görüleceği gibi, en yüksek giriş değişim hızı, ikili giriş dönüşümlü 1 ve 0’ lardan oluşan bir dizi (yani bir karedalge) olduğunda meydana gelir. İkili bir karedalganın temel frekansı, bit iletim hızının yarısına eşittir. Dolayısıyla, eğer girişin yalnızca temel frekansı göz önünde bulundurulursa, FSK modülatörün en yüksek modüle edici frekansı, giriş bit iletim hızının yarısına eşit olur.(Gök, 1997)

VCO’ nun sükunet frekansı, işaret ve aralık frekanslarının orta noktasına gelecek şekilde seçilmiştir. Girişte 1 mantıksal koşulu, VCO’ yu sükunet frekansından işaret frekansına; 0 mantık koşulu ise sükunet frekansından aralık frekansına kaydırır. Dolayısıyla, ikili giriş sinyali 1 mantık düzeyinden 0 mantık düzeyine ya da 0 mantık düzeyinden 1 mantık düzeyine değiştiğinde, VCO çıkış frekansı, işaret ve aralık frekansları arasında ileri geri kaya ya da sapar.

İ

Şekil 13 PLL-FSK demodülatör

kili sayısal sinyalde, bütün 1 mantık düzeyleri aynı gerilime sahiptir; aynı şekilde bütün 0 mantık düzeylerinin gerilimi de aynıdır. Dolayısıyla frekans sapması sabittir ve her zaman maksimum değerdedir.

6. 2. 1. 2 FSK Alıcı

FSK sinyalleri demodüle etmek için en yaygın olarak kullanılan devre, şekil 13 de gösterilen faz kilitlemeli döngüdür. (PLL) PLL’ nin girişi, işaret ve aralık frekansları arasında kaydığında, faz karşılaştırıcının çıkışındaki dc hata gerilimi frekans kaymasını izler. Yalnızca iki giriş frekansı (işaret ve aralık) olduğu için, yalnızca iki çıkış hata gerilimi vardır. Biri 0 mantık düzeyini; öteki ise 1 mantık düzeyini temsil eder. Bu nedenle çıkış, FSK girişinin iki-düzeyli (ikili) bir temsilidir. Genelde, PLL’ nin doğal frekansı FSK modülatörün orta frekansına eşit yapılır. Bunun sonucunda, dc hata gerilimindeki değişiklikler, analog giriş frekansındaki değişiklikleri izler ve 0 V dc etrafında simetriktir.
FSK’ nin hata performansı, PSK ya da QAM’ ye oranla düşüktür. Dolayısıyla FSK, yüksek performanslı sayısal radyo sistemlerinde nadiren kullanılır. FSK yalnızca, düşük performanslı, düşük maliyetli, asenkron veri iletişim modemlerinde kullanılır. Bu modemler analog, ses bandı telefon hatlarında yapılan veri iletişiminde kullanılmaktadır.(Gök, 1997)