La manipulación por desplazamiento de fase (PSK) y la manipulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) son técnicas de modulación digital utilizadas en sistemas de comunicación para transmitir datos variando la fase de la señal portadora. La diferencia clave entre ellos radica en la cantidad de cambios de fase utilizados para representar los símbolos y, en consecuencia, la cantidad de información que lleva cada símbolo. Exploremos las diferencias entre PSK y QPSK en detalle:
1. PSK (modificación por cambio de fase):
- Cambios de fase:
- PSK es una técnica de modulación digital en la que la fase de la señal portadora varía para representar símbolos.
- En PSK básico, se utilizan dos cambios de fase diferentes: 0 y 180 grados.
- Mapeo de símbolos:
- Los dos cambios de fase se asignan a los valores binarios 0 y 1.
- Cada símbolo representa un bit de información.
- Diagrama de constelación:
- El diagrama de constelación de PSK normalmente muestra dos puntos, cada uno de los cuales corresponde a uno de los dos cambios de fase.
- Los puntos están ubicados en extremos opuestos del diagrama de la constelación.
- Tasa de datos:
- PSK transmite un bit por símbolo, lo que da como resultado una velocidad de datos igual a la velocidad de modulación.
2. QPSK (modificación por desplazamiento de fase en cuadratura):
- Cambios de fase:
- QPSK extiende PSK para representar dos bits por símbolo usando cuatro cambios de fase diferentes: 0, 90, 180 y 270 grados.
- Cada símbolo ahora contiene dos bits de información.
- Mapeo de símbolos:
- Los cuatro cambios de fase se asignan a las posibles combinaciones de dos bits en una secuencia binaria.
- QPSK logra una velocidad de datos más alta en comparación con el PSK básico.
- Diagrama de constelación:
- El diagrama de constelación de QPSK muestra cuatro puntos, cada uno correspondiente a uno de los cuatro cambios de fase.
- Los puntos normalmente se colocan en los vértices de un cuadrado en el plano complejo.
- Tasa de datos:
- QPSK transmite dos bits por símbolo, lo que da como resultado una velocidad de datos que es el doble de la velocidad de modulación en comparación con el PSK básico.
3. Comparación:
- Número de cambios de fase:
- La diferencia fundamental entre PSK y QPSK es el número de cambios de fase utilizados para representar símbolos.
- PSK utiliza dos cambios de fase, mientras que QPSK utiliza cuatro cambios de fase.
- Bits por símbolo:
- PSK transmite un bit por símbolo y QPSK transmite dos bits por símbolo.
- El mayor número de cambios de fase en QPSK permite una mayor velocidad de datos.
- Diagrama de constelación:
- El diagrama de constelación de PSK muestra dos puntos y el de QPSK, cuatro puntos.
- QPSK logra un empaquetado de bits más denso en el plano complejo en comparación con el PSK básico.
- Tasa de datos:
- QPSK logra una velocidad de datos más alta en comparación con PSK, ya que cada símbolo representa dos bits en lugar de uno.
4. Aplicaciones:
- Aplicaciones PSK:
- PSK se utiliza en varios sistemas de comunicación, incluida la modulación digital para señales de audio y la transmisión de datos binarios.
- Aplicaciones QPSK:
- QPSK se utiliza ampliamente en sistemas de comunicación con requisitos de velocidad de datos más altos, como comunicaciones por satélite, transmisiones digitales y comunicaciones inalámbricas.
5. Conclusión:
- Diferencias clave:
- PSK utiliza dos cambios de fase para representar símbolos, transmitiendo un bit por símbolo.
- QPSK amplía PSK mediante el uso de cuatro cambios de fase para representar símbolos, transmitiendo dos bits por símbolo.
- Compensaciones:
- La elección entre PSK y QPSK depende de los requisitos específicos del sistema de comunicación, considerando factores como la velocidad de datos, la eficiencia espectral y la susceptibilidad al ruido.
En resumen, PSK y QPSK son técnicas de modulación digital dentro de la familia PSK. PSK usa dos cambios de fase para representar símbolos, transmitiendo un bit por símbolo, mientras que QPSK usa cuatro cambios de fase para representar símbolos, transmitiendo dos bits por símbolo. La selección entre ellos depende de las necesidades específicas del sistema de comunicación, teniendo en cuenta factores como la velocidad de datos y la eficiencia espectral.