¿Cómo generar señal QPSK?

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La modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) es un esquema de modulación digital utilizado en sistemas de comunicación para transmitir datos a través de canales de radiofrecuencia. Generar una señal QPSK implica modular datos digitales en una onda portadora manipulando su fase. Aquí hay una explicación detallada de cómo generar una señal QPSK:

1. Entrada de datos digitales:

  • QPSK funciona codificando datos digitales en símbolos, cada uno de los cuales representa un cambio de fase único. El primer paso es tomar los datos digitales entrantes y agruparlos en pares de bits.

2. Mapeo de símbolos:

  • Asigne cada par de bits a un cambio de fase específico. En QPSK, hay cuatro cambios de fase posibles: 0°, 90°, 180° y 270°. Estos cambios de fase corresponden a los símbolos (00), (01), (10) y (11).

3. Generación de onda portadora:

  • Genera dos ondas portadoras con una diferencia de fase de 90 grados. Estas portadoras a menudo se denominan componentes «en fase» (I) y «en cuadratura» (Q).
  • La onda portadora se puede representar como: �(�)=�cos⁡(2����)I(t)=Acos(2πfc​t) �(�)=�sin⁡(2��� �)Q(t)=Asin(2πfc​t)
  • Donde �A es la amplitud de la onda portadora, ��fc​ es la frecuencia portadora y ��t es el tiempo.

4. Modulación:

  • Multiplique la portadora en fase (�(�)I(t)) por el componente en fase del símbolo, y multiplique la portadora en cuadratura (�(�)Q(t)) por el componente en cuadratura del símbolo.
  • La señal QPSK modulada (�(�)S(t)) se obtiene combinando estas dos portadoras moduladas: �(�)=�(�)⋅Re{�(�)}+�(�)⋅Im {�(�)}S(t)=I(t)⋅Re{s(t)}+Q(t)⋅Im{s(t)}
  • Donde �(�)s(t) representa el símbolo complejo, y Re{⋅}Re{⋅} e Im{⋅}Im{⋅} denotan las partes real e imaginaria, respectivamente.

5. Transmisión:

  • La señal QPSK modulada se transmite a través del canal de comunicación.

6. Recepción y Demodulación:

  • En el receptor, la señal QPSK se demodula para recuperar los datos digitales originales.
  • La señal recibida se multiplica por las portadoras en fase y en cuadratura, y las señales resultantes se filtran de paso bajo.

7. Desmapeo de símbolos:

  • Según la fase de la señal demodulada, asigne la fase recibida a los pares de bits correspondientes.
  • Este proceso convierte los símbolos QPSK recibidos nuevamente en los datos digitales originales.

Generar una señal QPSK implica una manipulación cuidadosa de las ondas portadoras y los cambios de fase para representar información digital en forma modulada. Este método de modulación permite un uso eficiente del ancho de banda y una transmisión de datos confiable en los sistemas de comunicación.

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