Phase Shift Keying (PSK) is een digitale modulatiemethode die in communicatiesystemen wordt gebruikt om digitale gegevens te verzenden door de fase van een draaggolfsignaal te variëren. Het primaire principe achter PSK is het coderen van informatie in de faseverschuivingen van de draaggolf. Laten we de PSK-methode in detail verkennen:
1.Basisconcept van PSK:
- Fasemodulatie:
- PSK moduleert de fase van een sinusvormig draaggolfsignaal om digitale gegevens weer te geven.
- Bij PSK wordt de fase van het draaggolfsignaal gevarieerd afhankelijk van de te verzenden binaire informatie.
- Binaire representatie:
- PSK vertegenwoordigt gewoonlijk binaire gegevens, waarbij elk binair symbool (0 of 1) wordt toegewezen aan een specifieke faseverschuiving van het draaggolfsignaal.
- De keuze van de faseverschuiving bepaalt de binaire informatie die wordt verzonden.
2.Binaire Phase Shift Keying (BPSK):
- Twee faseverschuivingen:
- BPSK is de eenvoudigste vorm van PSK, waarbij twee verschillende faseverschuivingen worden gebruikt om binaire symbolen weer te geven.
- De faseverschuivingen komen doorgaans overeen met 0 en 180 graden.
- Symbooltoewijzing:
- Elk binair symbool wordt weergegeven door een specifieke faseverschuiving van het draaggolfsignaal.
- De faseverschuiving verandert abrupt in het midden van elke symboolperiode.
- Sterrenbeelddiagram:
- Het constellatiediagram voor BPSK toont twee punten, die elk overeenkomen met een van de twee faseverschuivingen.
- De punten bevinden zich doorgaans aan tegenoverliggende uiteinden van het complexe vlak.
3.Kwadratuur Phase Shift Keying (QPSK):
- Vier faseverschuivingen:
- QPSK breidt BPSK uit door vier verschillende faseverschuivingen te gebruiken om symbolen weer te geven.
- De faseverschuivingen zijn doorgaans 0, 90, 180 en 270 graden.
- Symbooltoewijzing:
- Elk symbool in QPSK vertegenwoordigt twee bits informatie, waardoor een efficiënter gebruik van de beschikbare bandbreedte mogelijk is.
- De vier faseverschuivingen worden afgebeeld op de mogelijke combinaties van twee bits in een binaire reeks.
- Sterrenbeelddiagram:
- Het constellatiediagram voor QPSK toont vier punten, die elk overeenkomen met een van de vier faseverschuivingen.
- De punten worden doorgaans gepositioneerd op de hoekpunten van een vierkant in het complexe vlak.
4.PSK van hogere orde:
- Meer faseverschuivingen:
- PSK-schema’s van hogere orde, zoals 8-PSK en 16-PSK, gebruiken een groter aantal faseverschuivingen om symbolen weer te geven.
- 8-PSK gebruikt bijvoorbeeld acht verschillende faseverschuivingen en 16-PSK gebruikt zestien faseverschuivingen.
- Symbooltoewijzing:
- Elk symbool in PSK van hogere orde vertegenwoordigt een groter aantal bits, waardoor hogere datasnelheden mogelijk zijn.
- De faseverschuivingen worden toegewezen aan de mogelijke combinaties van meerdere bits in een binaire reeks.
- Sterrenbeelddiagram:
- De constellatiediagrammen voor PSK van hogere orde tonen een groter aantal punten, gerangschikt in een cirkelvormig patroon in het complexe vlak.
5.Differentiële faseverschuivingssleuteling (DPSK):
- Relatieve faseveranderingen:
- DPSK is een variant van PSK waarbij de faseverschillen tussen opeenvolgende symbolen worden gebruikt om gegevens weer te geven.
- In plaats van absolute faseverschuivingen richt DPSK zich op faseveranderingen.
- Symbooltoewijzing:
- DPSK vertegenwoordigt symbolen gebaseerd op de relatieve faseveranderingen ten opzichte van het vorige symbool.
- Deze aanpak kan demodulatie in bepaalde scenario’s vereenvoudigen.
- Sterrenbeelddiagram:
- Het constellatiediagram voor DPSK toont faseverschillen tussen opeenvolgende symbolen, doorgaans weergegeven als hoeken in het complexe vlak.
6.Toepassingen van PSK:
- Draadloze communicatie:
- PSK wordt veel gebruikt in draadloze communicatiesystemen, waaronder satellietcommunicatie, digitale uitzendingen en mobiele communicatie.
- Dataoverdracht:
- PSK is gekozen vanwege zijn spectrale efficiëntie, waardoor een hogere datasnelheid mogelijk is binnen de beschikbare bandbreedte.
7.Conclusie:
- Modulatie Samenvatting:
- PSK moduleert de fase van het draaggolfsignaal om digitale gegevens weer te geven.
- Verschillende PSK-schema’s maken gebruik van verschillende aantallen faseverschuivingen, waardoor een afweging wordt gemaakt tussen spectrale efficiëntie en complexiteit.
- Toepassingen:
- PSK wordt toegepast in diverse communicatiesystemen waarbij efficiënt gebruik van bandbreedte en hogere datasnelheden essentieel zijn.
Samenvattend omvat de PSK-methode het moduleren van de fase van een draaggolfsignaal om digitale gegevens weer te geven. Het omvat verschillende schema’s, zoals BPSK, QPSK, PSK van hogere orde en DPSK, die elk verschillende afwegingen bieden tussen spectrale efficiëntie en complexiteit. PSK wordt veel gebruikt in draadloze communicatiesystemen vanwege zijn vermogen om digitale gegevens efficiënt te verzenden door de fase van het draaggolfsignaal te variëren.