Los dispositivos de modulación y demodulación modifican la fase y amplitud de una forma de onda (en ocasiones denominada señal portadora) para codificar información o detectar variaciones de una forma de onda para obtener la señal de información. Los dispositivos de demodulación también se denominan detectores. Los moduladores y demoduladores son analógicos o digitales. Un modulador analógico mezcla la señal de información analógica (denominada banda de base) con un portador analógico para la transmisión en interfaces inalámbricas o por cable. Un ejemplo de esto es la radio FM donde las señales de audio se modulan directamente en una frecuencia intermedia (IF) y se convierten en una frecuencia de portador alta para transmisión. La modulación digital es un proceso similar, pero una señal digital representada por una forma de onda analógica se modula en un portador o varios portadores.

 

Los microprocesadores que ejecutan la modulación analógica incluyen dispositivos que pueden modular características físicas como modulación de amplitud (AM), modulación de frecuencia (FM) o incluso modulación de fase (PM). El patrón de modulación en el ámbito de la frecuencia puede ser simétrico con respecto a la frecuencia del portador o solo tener un lado del patrón de modulación. Esto se denomina modulación en banda lateral única o doble, respectivamente. Los esquemas de modulación pueden eliminar la energía real del portador y solo transmitir las bandas laterales de modulación (portador eliminado). Esto mejora la eficiencia de la transmisión. Una característica muy importante de dicha modulación es que los niveles en el ámbito de la frecuencia deben estar dentro de un modelo proporcionado por las regulaciones. En general tiene forma de paso de banda o paso bajo y evita que los canales interfieran entre sí.

 

Los esquemas de modulación digital utilizan patrones para expresar combinaciones de bits denominadas símbolos. Los símbolos se representan como posiciones asignadas en un diagrama de fase de unidad denominado constelación. La modulación de amplitud en cuadratura (QAM) es un ejemplo de formato de modulación digital que codifica símbolos de esta forma. A medida que las señales atraviesan puntos de la constelación trazan un diagrama de ojo. El ruido y la forma del canal pueden plantear vibración y distorsión generando errores en el receptor. Esto se denomina apertura o cierre del ojo con errores representados como tasa de error de bit (BER). La modulación digital utiliza formas de dominio del tiempo para compensar las características del canal denominadas ecualización. La corrección de errores hacia adelante (FEC) utiliza códigos de símbolos con redundancia de bit para corregir errores en la señal recibida. Algunos métodos de modulación utilizan acceso múltiple por división de frecuencia (FDM) para enviar datos simultáneamente a través de varias bandas para un mayor ancho de banda. Algunos estándares incluso utilizan secuencias pseudoaleatorias para codificar, por ejemplo, amplio espectro por salto de frecuencia.