Differential Quadrature Phase Shift Keying (DQPSK) en Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) zijn beide digitale modulatietechnieken die in communicatiesystemen worden gebruikt om gegevens te verzenden door de fase van het draaggolfsignaal te variëren. Het belangrijkste verschil tussen beide ligt in de manier waarop de fase-informatie wordt gecodeerd en weergegeven in de verzonden signalen. Laten we de verschillen tussen DQPSK en QPSK in detail onderzoeken:
1.QPSK (Kwadratuur Phase Shift Keying):
- Faseverschuivingen:
- QPSK gebruikt vier verschillende faseverschuivingen om symbolen weer te geven: 0, 90, 180 en 270 graden.
- Elk symbool vertegenwoordigt twee bits informatie, aangezien er vier mogelijke combinaties van binaire waarden zijn (00, 01, 10, 11).
- Symbooltoewijzing:
- De vier faseverschuivingen worden afgebeeld op de mogelijke combinaties van twee bits in een binaire reeks.
- QPSK bereikt een evenwicht tussen spectrale efficiëntie en complexiteit, waardoor het op grote schaal wordt gebruikt in verschillende communicatiesystemen.
- 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.
- Datasnelheid en spectrale efficiëntie:
- QPSK verzendt twee bits per symbool, wat resulteert in een datasnelheid die twee keer zo hoog is als de modulatiesnelheid.
- Het biedt een goed compromis tussen spectrale efficiëntie en gevoeligheid voor ruis.
2.DQPSK (differentiële kwadratuur faseverschuivingssleutel):
- Differentiële codering:
- Het belangrijkste kenmerk van DQPSK is het gebruik van differentiële codering om faseveranderingen tussen opeenvolgende symbolen weer te geven.
- In plaats van de absolute fase te coderen, codeert DQPSK de relatieve faseveranderingen.
- Faseveranderingen:
- In DQPSK vertegenwoordigt elk symbool twee bits, vergelijkbaar met QPSK. De informatie wordt echter differentieel gecodeerd op basis van de faseverandering ten opzichte van het vorige symbool.
- De vier faseveranderingen zijn doorgaans 0, 90, 180 en 270 graden.
- Sterrenbeelddiagram:
- Het constellatiediagram voor DQPSK toont de faseverschillen tussen opeenvolgende symbolen.
- De punten in het diagram vertegenwoordigen de faseveranderingen in plaats van de absolute fasewaarden.
- Gevoeligheid voor fasefouten:
- DQPSK is minder gevoelig voor absolute fasefouten die door het kanaal worden geïntroduceerd, omdat het afhankelijk is van faseverschillen.
- Dit maakt het robuuster in de aanwezigheid van faseruis en frequentie-offsets.
3.Vergelijking:
- Spectrale efficiëntie:
- Zowel DQPSK als QPSK zenden twee bits per symbool uit, wat resulteert in dezelfde spectrale efficiëntie in termen van bits per seconde per Hertz.
- Fasecodering:
- Het belangrijkste verschil zit in de manier waarop fase-informatie wordt gecodeerd. QPSK codeert voor absolute fase, terwijl DQPSK faseveranderingen differentieel codeert.
- Robuustheid tegen fasefouten:
- DQPSK is robuuster tegen fasefouten die door het kanaal worden geïntroduceerd, omdat het afhankelijk is van faseverschillen.
- QPSK is mogelijk gevoeliger voor absolute fasefouten.
- Complexiteit:
- DQPSK omvat aanvullende verwerking bij de ontvanger om faseverschillen te decoderen.
- QPSK kan eenvoudiger te implementeren zijn, vooral in scenario’s waarin fasefouten goed onder controle zijn.
4.Toepassingen:
- QPSK-toepassingen:
- QPSK wordt veel gebruikt in verschillende communicatiesystemen, waaronder satellietcommunicatie, digitale uitzendingen en draadloze communicatie.
- De evenwichtige afweging tussen spectrale efficiëntie en complexiteit maakt het geschikt voor uiteenlopende toepassingen.
- DQPSK-toepassingen:
- DQPSK vindt toepassingen in scenario’s waarin robuustheid tegen fasefouten en frequentie-offsets van cruciaal belang is.
- Het wordt vaak gebruikt in draadloze communicatiesystemen en optische communicatie.
5.Conclusie:
- Belangrijkste verschillen:
- Het belangrijkste verschil tussen DQPSK en QPSK ligt in de manier waarop fase-informatie wordt gecodeerd.
- QPSK codeert voor absolute fase, terwijl DQPSK faseveranderingen differentieel codeert.
- Afwegingen:
- De keuze tussen DQPSK en QPSK hangt af van de specifieke vereisten van het communicatiesysteem, waarbij rekening wordt gehouden met factoren zoals robuustheid tegen fasefouten, spectrale efficiëntie en implementatiecomplexiteit.
Samenvattend zijn DQPSK en QPSK beide digitale modulatietechnieken binnen de PSK-familie, waarbij DQPSK faseveranderingen differentieel codeert en QPSK absolute fasewaarden codeert. De keuze hiertussen hangt af van de specifieke behoeften van het communicatiesysteem, waarbij rekening wordt gehouden met factoren zoals robuustheid tegen fasefouten, spectrale efficiëntie en complexiteit van de implementatie.