Il Differential Quadrature Phase Shift Keying (DQPSK) e il Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) sono entrambe tecniche di modulazione digitale utilizzate nei sistemi di comunicazione per trasmettere dati variando la fase del segnale portante. La differenza principale tra loro risiede nel modo in cui l’informazione di fase viene codificata e rappresentata nei segnali trasmessi. Esploriamo in dettaglio le differenze tra DQPSK e QPSK:
1.QPSK (quadratura Phase Shift Keying):
- Spostamenti di fase:
- QPSK utilizza quattro diversi sfasamenti per rappresentare i simboli: 0, 90, 180 e 270 gradi.
- Ogni simbolo rappresenta due bit di informazione, poiché esistono quattro possibili combinazioni di valori binari (00, 01, 10, 11).
- Mappatura dei simboli:
- I quattro sfasamenti sono mappati sulle possibili combinazioni di due bit in una sequenza binaria.
- QPSK raggiunge un equilibrio tra efficienza spettrale e complessità, rendendolo ampiamente utilizzato in vari sistemi di comunicazione.
- Diagramma della costellazione:
- Il diagramma della costellazione per QPSK mostra quattro punti, ciascuno corrispondente a uno dei quattro sfasamenti.
- I punti sono tipicamente posizionati ai vertici di un quadrato nel piano complesso.
- Velocità dati ed efficienza spettrale:
- QPSK trasmette due bit per simbolo, risultando in una velocità dati pari al doppio della velocità di modulazione.
- Fornisce un buon compromesso tra efficienza spettrale e suscettibilità al rumore.
2.DQPSK (Chiusura a spostamento di fase in quadratura differenziale):
- Codifica differenziale:
- La caratteristica chiave di DQPSK è l’uso della codifica differenziale per rappresentare i cambiamenti di fase tra simboli consecutivi.
- Invece di codificare la fase assoluta, DQPSK codifica i cambiamenti di fase relativi.
- Cambiamenti di fase:
- In DQPSK, ogni simbolo rappresenta due bit, simile a QPSK. Tuttavia, le informazioni sono codificate in modo differenziale in base al cambiamento di fase rispetto al simbolo precedente.
- I quattro cambiamenti di fase sono tipicamente 0, 90, 180 e 270 gradi.
- Diagramma della costellazione:
- Il diagramma della costellazione per DQPSK mostra le differenze di fase tra simboli consecutivi.
- I punti sul diagramma rappresentano le variazioni di fase anziché i valori di fase assoluti.
- Sensibilità agli errori di fase:
- DQPSK è meno sensibile agli errori di fase assoluti introdotti dal canale perché si basa sulle differenze di fase.
- Ciò lo rende più robusto in presenza di rumore di fase e offset di frequenza.
3.Confronto:
- Efficienza spettrale:
- Sia DQPSK che QPSK trasmettono due bit per simbolo, ottenendo la stessa efficienza spettrale in termini di bit al secondo per Hertz.
- Codifica di fase:
- La differenza principale sta nel modo in cui vengono codificate le informazioni sulla fase. QPSK codifica la fase assoluta, mentre DQPSK codifica i cambiamenti di fase in modo differenziale.
- Robustezza agli errori di fase:
- DQPSK è più robusto rispetto agli errori di fase introdotti dal canale poiché si basa sulle differenze di fase.
- QPSK potrebbe essere più sensibile agli errori di fase assoluti.
- Complessità:
- DQPSK prevede un’ulteriore elaborazione sul ricevitore per decodificare le differenze di fase.
- QPSK può essere più semplice da implementare, soprattutto negli scenari in cui gli errori di fase sono ben controllati.
4.Applicazioni:
- Applicazioni QPSK:
- QPSK è ampiamente utilizzato in vari sistemi di comunicazione, tra cui la comunicazione satellitare, la trasmissione digitale e la comunicazione wireless.
- Il suo compromesso equilibrato tra efficienza spettrale e complessità lo rende adatto a diverse applicazioni.
- Applicazioni DQPSK:
- DQPSK trova applicazioni in scenari in cui la robustezza agli errori di fase e agli offset di frequenza è fondamentale.
- Viene spesso utilizzato nei sistemi di comunicazione wireless e nella comunicazione ottica.
5.Conclusione:
- Differenze chiave:
- La differenza principale tra DQPSK e QPSK risiede nel modo in cui vengono codificate le informazioni sulla fase.
- QPSK codifica la fase assoluta, mentre DQPSK codifica i cambiamenti di fase in modo differenziale.
- Compromessi:
- La scelta tra DQPSK e QPSK dipende dai requisiti specifici del sistema di comunicazione, considerando fattori quali robustezza agli errori di fase, efficienza spettrale e complessità di implementazione.
In sintesi, DQPSK e QPSK sono entrambe tecniche di modulazione digitale all’interno della famiglia PSK, con DQPSK che codifica i cambiamenti di fase in modo differenziale e QPSK che codifica i valori di fase assoluti. La scelta tra di essi dipende dalle esigenze specifiche del sistema di comunicazione, tenendo conto di fattori quali la robustezza agli errori di fase, l’efficienza spettrale e la complessità di implementazione.