4-PSK (4-Phase Shift Keying) e QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) sono entrambe tecniche di modulazione digitale che comportano la variazione della fase di un segnale portante per trasmettere dati digitali. Sebbene condividano alcune somiglianze, non sono esattamente la stessa cosa. Approfondiamo i dettagli di entrambi gli schemi di modulazione ed esploriamo le loro somiglianze e differenze.
1. Principio fondamentale:
- 4-PSK (Chiusura a spostamento di 4 fasi):
- In 4-PSK, noto anche come BPSK (Binary Phase Shift Keying), ogni simbolo rappresenta due bit di informazione. La fase del segnale portante viene spostata di 0°, 90°, 180° o 270° per codificare diverse combinazioni di bit.
- I quattro possibili sfasamenti corrispondono alle sequenze binarie (00), (01), (10) e (11).
- QPSK (Chiusura con spostamento di fase in quadratura):
- QPSK, d’altra parte, rappresenta un uso più efficiente della larghezza di banda codificando due bit per simbolo, simile a 4-PSK. Tuttavia, QPSK utilizza quattro diversi sfasamenti (0°, 90°, 180° e 270°) con una combinazione di portanti in fase e in quadratura.
2. Componenti del supporto:
- 4-PSK:
- 4-PSK utilizza tipicamente una singola onda portante per la modulazione. La fase di questa portante viene regolata per rappresentare diverse combinazioni di bit.
- QPSK:
- QPSK utilizza due onde portanti: una in fase (I) e una in quadratura (Q). La combinazione di queste due portanti consente una velocità dati più elevata poiché può trasmettere due bit per simbolo.
3. Mappatura dei simboli:
- 4-PSK:
- I simboli in 4-PSK corrispondono direttamente agli sfasamenti, ciascun simbolo rappresenta due bit.
- QPSK:
- QPSK utilizza una combinazione di componenti in fase e quadratura per rappresentare quattro simboli diversi, ciascuno dei quali rappresenta due bit.
4. Efficienza della larghezza di banda:
- 4-PSK:
- 4-PSK utilizza una singola onda portante e ciascun simbolo rappresenta due bit, rendendolo meno efficiente in termini di larghezza di banda rispetto a QPSK.
- QPSK:
- QPSK raggiunge una maggiore efficienza di larghezza di banda utilizzando componenti sia in fase che in quadratura. Può trasmettere due bit per simbolo, con conseguente velocità dati più elevata per la stessa larghezza di banda.
5. Applicazioni:
- 4-PSK:
- 4-PSK è adatto per applicazioni in cui la semplicità è una priorità e i requisiti di velocità dati non sono molto elevati. Viene spesso utilizzato nei sistemi di comunicazione di base.
- QPSK:
- QPSK è più comunemente utilizzato nei moderni sistemi di comunicazione che richiedono velocità di trasmissione dati più elevate e un uso efficiente della larghezza di banda. È prevalente negli standard di comunicazione wireless, nella televisione digitale e nella comunicazione satellitare.
In sintesi, mentre sia 4-PSK che QPSK implicano sfasamenti per trasmettere dati digitali, QPSK è uno schema di modulazione più avanzato che raggiunge una maggiore efficienza di larghezza di banda utilizzando componenti sia in fase che in quadratura. QPSK consente una velocità dati più elevata ed è ampiamente adottato nei moderni sistemi di comunicazione. 4-PSK, d’altro canto, è più semplice e può trovare applicazione in scenari in cui l’efficienza della larghezza di banda non è un fattore critico.