Phase Shift Keying (PSK) es un método de modulación digital utilizado en sistemas de comunicación para transmitir datos digitales variando la fase de una señal portadora. El principio principal detrás de PSK es codificar información en los cambios de fase de la onda portadora. Exploremos el método PSK en detalle:
1. Concepto básico de PSK:
- Modulación de fase:
- PSK modula la fase de una señal portadora sinusoidal para representar datos digitales.
- En PSK, la fase de la señal portadora varía según la información binaria a transmitir.
- Representación binaria:
- PSK comúnmente representa datos binarios, donde cada símbolo binario (0 o 1) se asigna a un cambio de fase específico de la señal portadora.
- La elección del cambio de fase determina la información binaria que se transmite.
2. Modificación por desplazamiento de fase binaria (BPSK):
- Cambios de dos fases:
- BPSK es la forma más simple de PSK y utiliza dos cambios de fase diferentes para representar símbolos binarios.
- Los cambios de fase normalmente corresponden a 0 y 180 grados.
- Mapeo de símbolos:
- Cada símbolo binario está representado por un cambio de fase específico de la señal portadora.
- El cambio de fase cambia abruptamente en el punto medio de cada período de símbolo.
- Diagrama de constelación:
- El diagrama de constelación de BPSK muestra dos puntos, cada uno correspondiente a uno de los dos cambios de fase.
- Los puntos normalmente se colocan en extremos opuestos del plano complejo.
3. Modificación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK):
- Cuatro cambios de fase:
- QPSK amplía BPSK mediante el uso de cuatro cambios de fase diferentes para representar símbolos.
- Los cambios de fase suelen ser de 0, 90, 180 y 270 grados.
- Mapeo de símbolos:
- Cada símbolo en QPSK representa dos bits de información, lo que permite un uso más eficiente del ancho de banda disponible.
- Los cuatro cambios de fase se asignan a las posibles combinaciones de dos bits en una secuencia binaria.
- 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.
4. PSK de orden superior:
- Más cambios de fase:
- Los esquemas PSK de orden superior, como 8-PSK y 16-PSK, utilizan una mayor cantidad de cambios de fase para representar símbolos.
- Por ejemplo, 8-PSK utiliza ocho cambios de fase diferentes y 16-PSK utiliza dieciséis cambios de fase.
- Mapeo de símbolos:
- Cada símbolo en PSK de orden superior representa una mayor cantidad de bits, lo que permite velocidades de datos más altas.
- Los cambios de fase se asignan a las posibles combinaciones de múltiples bits en una secuencia binaria.
- Diagrama de constelación:
- Los diagramas de constelaciones para PSK de orden superior muestran una mayor cantidad de puntos, dispuestos en un patrón circular en el plano complejo.
5. Modificación por cambio de fase diferencial (DPSK):
- Cambios de fase relativos:
- DPSK es una variante de PSK donde las diferencias de fase entre símbolos consecutivos se utilizan para representar datos.
- En lugar de cambios de fase absolutos, DPSK se centra en cambios de fase.
- Mapeo de símbolos:
- DPSK representa símbolos basados en los cambios de fase relativos del símbolo anterior.
- Este enfoque puede simplificar la demodulación en ciertos escenarios.
- Diagrama de constelación:
- El diagrama de constelación para DPSK muestra diferencias de fase entre símbolos consecutivos, normalmente representados como ángulos en el plano complejo.
6. Aplicaciones de PSK:
- Comunicación inalámbrica:
- PSK se utiliza ampliamente en sistemas de comunicación inalámbrica, incluidas las comunicaciones por satélite, la radiodifusión digital y las comunicaciones móviles.
- Transmisión de datos:
- Se elige PSK por su eficiencia espectral, lo que permite la transmisión de una velocidad de datos más alta dentro del ancho de banda disponible.
7. Conclusión:
- Resumen de modulación:
- PSK modula la fase de la señal portadora para representar datos digitales.
- Los diferentes esquemas PSK utilizan distintos números de cambios de fase, lo que ofrece un equilibrio entre eficiencia espectral y complejidad.
- Aplicaciones:
- PSK se aplica en varios sistemas de comunicación donde el uso eficiente del ancho de banda y velocidades de datos más altas son esenciales.
En resumen, el método PSK implica modular la fase de una señal portadora para representar datos digitales. Abarca varios esquemas, como BPSK, QPSK, PSK de orden superior y DPSK, cada uno de los cuales ofrece diferentes compensaciones entre eficiencia y complejidad espectral. PSK se usa ampliamente en sistemas de comunicación inalámbrica por su capacidad para transmitir datos digitales de manera eficiente variando la fase de la señal portadora.