Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) is een digitaal modulatieschema dat in communicatiesystemen wordt gebruikt om gegevens via radiofrequentiekanalen te verzenden. Het genereren van een QPSK-signaal omvat het moduleren van digitale gegevens op een draaggolf door de fase ervan te manipuleren. Hier vindt u een gedetailleerde uitleg over het genereren van een QPSK-signaal:1. Digitale gegevensinvoer:
- QPSK werkt door digitale gegevens in symbolen te coderen, die elk een unieke faseverschuiving vertegenwoordigen. De eerste stap is om de binnenkomende digitale gegevens te groeperen in bitparen.
2. Symbolen in kaart brengen:
- Wijs elk paar bits toe aan een specifieke faseverschuiving. In QPSK zijn er vier mogelijke faseverschuivingen: 0°, 90°, 180° en 270°. Deze faseverschuivingen komen overeen met de symbolen (00), (01), (10) en (11).
3. Generatie van draaggolfgolven:
- Genereer twee draaggolven met een faseverschil van 90 graden. Deze dragers worden vaak de “in-fase” (I) en “kwadratuur” (Q) componenten genoemd.
- De draaggolf kan worden weergegeven als: �(�)=�cos(2����)I(t)=Acos(2πfct) �(�)=�sin(2����)Q (t)=Asin(2πfct)
- Waar �A de amplitude van de draaggolf is, is ��fc de draaggolffrequentie en �t de tijd.
4. Modulatie:
- Vermenigvuldig de in-fase draaggolf (�(�)I(t)) met de in-fase component van het symbool, en vermenigvuldig de kwadratuurdraaggolf (�(�)Q(t)) met de kwadratuurcomponent van het symbool.
- Het gemoduleerde QPSK-signaal (�(�)S(t)) wordt verkregen door deze twee gemoduleerde draaggolven te combineren: �(�)=�(�)⋅Re{�(�)}+�(�)⋅Im{�( �)}S(t)=I(t)⋅Re{s(t)}+Q(t)⋅Im{s(t)}
- Waar �(�)s(t) het complexe symbool vertegenwoordigt, en Re{⋅}Re{⋅} en Im{⋅}Im{⋅} respectievelijk de reële en denkbeeldige delen aanduiden.
5. Transmissie:
- Het gemoduleerde QPSK-signaal wordt vervolgens via het communicatiekanaal verzonden.
6. Ontvangst en demodulatie:
- Bij de ontvanger wordt het QPSK-signaal gedemoduleerd om de originele digitale gegevens te herstellen.
- Het ontvangen signaal wordt vermenigvuldigd met de in-fase- en kwadratuurdraaggolven, en de resulterende signalen worden laagdoorlaatgefilterd.
7. Demapping van symbolen:
- Breng op basis van de fase van het gedemoduleerde signaal de ontvangen fase terug naar de overeenkomstige bitparen.
- Dit proces converteert de ontvangen QPSK-symbolen terug naar de originele digitale gegevens.
Het genereren van een QPSK-signaal omvat een zorgvuldige manipulatie van draaggolven en faseverschuivingen om digitale informatie in een gemoduleerde vorm weer te geven. Deze modulatiemethode maakt efficiënt gebruik van bandbreedte en betrouwbare datatransmissie in communicatiesystemen mogelijk.