مدوله‌سازی[۱] یا مدولاسیون در مهندسی برق و مخابرات، عبارت است از سوارکردن سیگنال پیام (داده، اطلاعات) روی یک سیگنال دیگر که معمولاً بسامد بالاتری دارد (سیگنال حامل). این کار به منظور افزایش برد سیگنال و بهره‌وری انتقال و استفاده بهتر از پهنای باند کانال صورت می‌گیرد . البته که بسامد بالاتر در امواج الکتریکی و الکترومغناطیسی به معنی کاهش برد میباشد و این یک مولفه منفی است اما عموما در مدوله سازی یا جنس سیگنال حامل یا جنس رسانا یا کدینگ خط(Line Coding) تغییر میکند و اگر از "معمولا بسامد بالاتر" در تعریف مدوله سازی استفاده میشود صرفا بخاطر این است که بتوان سیگنال پیام را بر روی سیگنال حامل سوار کرد و دچار کمبود سایکل(Cycle) برای ارسال نماد(Symbol) نشویم مثل مدوله سازی فرکانس با امواج آنالوگ که شاید از هر 10 عدد سایکل(Cycle) در سیگنال حامل برای انتقال یدونه صفر یا یک باینری موجود در یک سایکل(Cycle) از سیگنال پیام استفاده میشود . دلیل دیگر استفاده از فرکانس معمولا بالاتر برای سیگنال حامل زمانی است که جنس سیگنال حامل امواج الکترومغناطیسی باشد که اینکار باعث کاهش اندازه آنتن شود .
در مدوله‌سازی، یکی از مشخصه‌های سیگنال حامل (مثلاً دامنه، فرکانس، فاز، یا ترکیبی از این‌ها) با توجه به سیگنال پیام تغییر داده می‌شوند.
از دیدگاهی جامع‌تر، فرایند گنجاندن سیگنال حاوی اطلاعات در سیگنالی دیگر را مدوله‌سازی می‌نامند. همچنین استخراج سیگنال حاوی اطلاعات، وامدوله‌سازی نام دارد.
ضرورت مدوله‌سازی
از پهنای باند رسانا یا باند فرکانسی استفاده بهینه شود بوسیله مواردی مثل لاین کدینگ یا مالتی پلکسینگ .
بر مسافت انتقال پیام افزوده شود که این کار معمولا یا با افزایش دامنه امواج انجام میشود یا با تغییر جنس سیگنال (از الکتریکی به الکترومغناطیسی) یا تغییر متریال رسانا .
عدم استفاده از سخت افزار مد نظر در موقعیت مکانی خاص مثل ارسال داده از روی سطح دریا با امواج الکترومغناطیسی .
مهمترین ضرورت استفاده از مدوله سازی چالشهای اقتصادی هستش مثل استفاده از زیرساخت سیمهای تلفن قدیمی برای ارسال داده های دیجیتال کامپیوتری با استفاده از مودمهای خانگی ADSL .
اگر کانال مخابراتی فضای آزاد باشد، برای ارسال و دریافت سیگنال آنتنی لازم است که طولش متناسب با طول موج سیگنال باشد. بسیاری از سیگنال‌های صوتی دارای مؤلفه فرکانسی تا حدود 3 KHz یا پایین‌تر هستند که در این صورت طول آنتن مورد نیاز باید حدود 50 km باشد. اما اگر از مدوله‌سازی برای سوار کردن سیگنال صوت بر روی یک موج حامل با فرکانس مثلاً 100 MHz استفاده کنیم، طول آنتن‌ها حدود یک تا دو متر خواهد بود.
انواع مدوله‌سازی
مدوله‌سازی انواع مختلفی دارد. همچنین مدوله‌سازی به انواع آنالوگ و دیجیتال هم تقسیم میشود. برای اشاره به مدوله‌سازی‌های دیجیتال بیشتر از اصطلاح کلیدزنی (Keying) استفاده میشود.
در مدلاسیون آنالوگ تمام سیگنال در حوزه زمان از فرستنده ارسال میشود که با وجود شباهت در شکل موج برای ارسال تمام آن انرژی زیادی مصرف میشود. برای کاهش انرژی مصرفی و داشتن مخابره‌ای ایمن تر از مدلاسیون دیجیتال استفاده می‌کنیم. در این مدلاسیون، از سیگنال به‌طور یکنواخت نمونه برداری میشود، این نمونه‌ها کوانتایز شده (در سطح‌های مختلف تعیین شده قرار می‌گیرند) و سپس به صورت دنباله‌ای از صفر و یک ارسال می‌شوند.
در مدوله‌سازی، سیگنال حامل بر اساس سیگنال پیام تغییر داده میشود. سیگنال حامل خواص مختلفی دارد که می‌تواند بر اساس سیگنال پیام تغییر داده شوند و از این رو انواع مختلفی از مدوله‌سازی پدید می‌آید.
مدوله‌سازی دامنه (AM): دامنهٔ سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده میشود.
مدوله‌سازی بسامد (FM): فرکانس سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده میشود.
مدوله‌سازی فاز (PM): فاز سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده میشود.
روش‌های مدوله‌سازی علاوه بر آن که امکان گنجاندن اطلاعات را بر روی سیگنالی که انتشار مؤثرتری دارد فراهم میکند، نیز امکان می‌دهد که چند سیگنال دارای طیف همپوشان از طریق یک کانال انتقال یابند، این مفهوم مالتی‌پلکسینگ نام دارد.
سیگنال‌ها و سیستم‌ها. ترجمهٔ محمود دیانی. نویسندگان: آلن اپنهایم، الن ویلسکی، حمید نواب. چاپ هفدهم، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، پاییز ۸۹، شابک۹۶۴−۶۲۶۴−۲۸-X.
