Phase Shift Keying (PSK) ist ein digitales Modulationsschema, das in Kommunikationssystemen zur Übertragung von Daten durch Variation der Phase des Trägersignals verwendet wird. Es gibt verschiedene Arten von PSK, jede mit ihren eigenen Eigenschaften und Anwendungen. Zu den wichtigsten PSK-Typen gehören Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Offset QPSK (OQPSK), π/4-QPSK und Higher-Order PSK. Schauen wir uns die einzelnen Details genauer an:
1. Binäre Phasenumtastung (BPSK):
- BPSK ist die einfachste Form von PSK, bei der jedes Symbol ein einzelnes Informationsbit darstellt.
- Bei BPSK wird die Phase des Trägersignals zwischen zwei Werten verschoben, typischerweise 0° und 180°, um binär 0 bzw. 1 darzustellen.
- BPSK wird häufig in Szenarien verwendet, in denen die Datenrate kein kritischer Faktor ist und Einfachheit bevorzugt wird.
2. Quadratur-Phasenumtastung (QPSK):
- QPSK ist eine Erweiterung von BPSK, die darauf ausgelegt ist, zwei Bits pro Symbol zu übertragen, wodurch es bandbreiteneffizienter wird.
- QPSK verwendet vier verschiedene Phasenverschiebungen: 0°, 90°, 180° und 270°, um die Binärkombinationen 00, 01, 10 und 11 darzustellen.
- Jedes Symbol in QPSK stellt ein Bitpaar dar, was die Übertragung einer höheren Datenrate im Vergleich zu BPSK ermöglicht.
- QPSK wird häufig in verschiedenen Kommunikationssystemen verwendet, einschließlich Satellitenkommunikation und digitalem Fernsehen.
3. Offset QPSK (OQPSK):
- OQPSK ist eine modifizierte Version von QPSK, die bestimmte Probleme im Zusammenhang mit Phasenübergängen behebt.
- OQPSK führt einen Phasenversatz in das übertragene Signal ein und stellt so sicher, dass Phasenübergänge an den Nulldurchgängen des Trägersignals auftreten.
- Diese Modifikation minimiert die abrupten Phasenänderungen und trägt dazu bei, die Intersymbolinterferenz (ISI) zu mildern.
- OQPSK wird häufig in digitalen Kommunikationssystemen verwendet, bei denen Phasenkontinuität unerlässlich ist.
4. π/4-Shift QPSK (π/4-QPSK):
- π/4-QPSK ist eine weitere Variante von QPSK, die einen anderen Satz von Phasenverschiebungen zur Darstellung von Symbolen verwendet.
- Bei π/4-QPSK betragen die Phasenverschiebungen 45°, 135°, 225° und 315° und repräsentieren die Binärkombinationen 00, 01, 10 und 11.
- Der Name „π/4“ bedeutet, dass die Phasenübergänge bei einem Viertel der Symboldauer stattfinden, was Vorteile im Hinblick auf spektrale Effizienz und reduzierte Komplexität bietet.
5. PSK höherer Ordnung:
- PSK höherer Ordnung bezieht sich auf PSK-Schemata mit mehr als vier Phasenverschiebungen pro Symbol.
- Beispiele sind 8-PSK (acht Phasenverschiebungen), 16-PSK (sechzehn Phasenverschiebungen) und so weiter.
- PSK höherer Ordnung ermöglicht noch höhere Datenraten, geht jedoch mit einer erhöhten Anfälligkeit für Rauschen und Komplexität einher.
Jeder PSK-Typ hat seine Vorteile und Anwendungsfälle. Die Wahl des PSK-Typs hängt von Faktoren wie Datenratenanforderungen, Bandbreiteneffizienz und der Komplexität des Kommunikationssystems ab. Während BPSK und QPSK grundlegend sind und weit verbreitet sind, bieten die anderen Varianten Erweiterungen und Optimierungen für bestimmte Szenarien.