La manipulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) y la 4-QAM (modulación de amplitud en cuadratura) son técnicas de modulación digital utilizadas en sistemas de comunicación, pero difieren en sus esquemas de modulación y en la forma en que representan la información. Profundicemos en los detalles de las diferencias entre QPSK y 4-QAM:
1. QPSK (modificación por desplazamiento de fase en cuadratura):
- Cambios de fase:
- QPSK utiliza cuatro cambios de fase diferentes para representar símbolos: 0, 90, 180 y 270 grados.
- Cada símbolo representa dos bits de información, ya que hay cuatro combinaciones posibles de valores binarios (00, 01, 10, 11).
- Mapeo de símbolos:
- Los cuatro cambios de fase se asignan a las posibles combinaciones de dos bits en una secuencia binaria.
- QPSK logra un equilibrio entre eficiencia espectral y complejidad, lo que lo hace ampliamente utilizado en varios sistemas de comunicación.
- 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.
- Velocidad de datos y eficiencia espectral:
- QPSK transmite dos bits por símbolo, lo que da como resultado una velocidad de datos que es el doble de la velocidad de modulación.
- Proporciona un buen compromiso entre eficiencia espectral y susceptibilidad al ruido.
2. 4-QAM (modulación de amplitud en cuadratura):
- Amplitud y fase:
- 4-QAM utiliza amplitud y fase para representar símbolos, lo que permite la modulación a lo largo de los ejes en fase (I) y en cuadratura (Q).
- Cada símbolo representa dos bits de información, similar a QPSK.
- Mapeo de símbolos:
- Los valores de amplitud y fase se utilizan para asignar símbolos a puntos en el plano complejo.
- En 4-QAM, normalmente hay cuatro puntos, correspondientes a las cuatro combinaciones posibles de dos bits (00, 01, 10, 11).
- Diagrama de constelación:
- El diagrama de constelación de 4-QAM muestra cuatro puntos, ubicados a varias distancias y ángulos en el plano complejo.
- Los puntos suelen estar colocados en los vértices de un cuadrado o rectángulo.
- Velocidad de datos y eficiencia espectral:
- Al igual que QPSK, 4-QAM transmite dos bits por símbolo, lo que da como resultado una velocidad de datos que es el doble de la velocidad de modulación.
- Logra un equilibrio entre eficiencia espectral y simplicidad.
3. Comparación:
- Esquema de modulación:
- La diferencia fundamental radica en el esquema de modulación. QPSK es una técnica de modulación de fase, mientras que 4-QAM combina modulación de amplitud y fase.
- Representación de la Información:
- En QPSK, la información se codifica principalmente en los cambios de fase, y la amplitud normalmente se mantiene constante.
- En 4-QAM, la información se codifica tanto en amplitud como en fase, lo que proporciona flexibilidad para ajustar las características de la señal.
- Diagrama de constelación:
- Los diagramas de constelación de QPSK y 4-QAM muestran cuatro puntos, pero sus posiciones y características difieren.
- Los puntos QPSK normalmente se colocan en los vértices de un cuadrado, mientras que los puntos 4-QAM pueden formar un cuadrado o un rectángulo.
- Aplicaciones:
- QPSK y 4-QAM se utilizan en varios sistemas de comunicación, pero la elección puede depender de requisitos específicos, como el énfasis en la fase o la necesidad de flexibilidad en el ajuste de la amplitud.
4. Conclusión:
- Diferencias clave:
- QPSK es una técnica de modulación de fase con cuatro desplazamientos de fase, que representan dos bits por símbolo.
- 4-QAM es una técnica combinada de modulación de amplitud y fase, que también representa dos bits por símbolo.
- Compensaciones:
- La elección entre QPSK y 4-QAM depende de los requisitos específicos del sistema de comunicación, considerando factores como la eficiencia espectral, la susceptibilidad al ruido y la flexibilidad en el ajuste de las características de la señal.
En resumen, QPSK y 4-QAM son técnicas de modulación digital utilizadas en sistemas de comunicación. QPSK utiliza principalmente modulación de fase, mientras que 4-QAM combina modulación de amplitud y fase. Ambos alcanzan una velocidad de datos de dos bits por símbolo y la elección entre ellos depende de las necesidades específicas del sistema de comunicación, considerando factores como la eficiencia espectral y la flexibilidad en el ajuste de las características de la señal.