Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) en 4-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) zijn beide digitale modulatietechnieken die worden gebruikt in communicatiesystemen, maar ze verschillen in hun modulatieschema’s en de manier waarop ze informatie vertegenwoordigen. Laten we ingaan op de details van de verschillen tussen QPSK en 4-QAM:
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.
2.4-QAM (kwadratuuramplitudemodulatie):
- Amplitude en fase:
- 4-QAM gebruikt zowel amplitude als fase om symbolen weer te geven, waardoor modulatie langs de in-fase (I) en kwadratuur (Q) assen mogelijk is.
- Elk symbool vertegenwoordigt twee bits informatie, vergelijkbaar met QPSK.
- Symbooltoewijzing:
- De amplitude- en fasewaarden worden gebruikt om symbolen toe te wijzen aan punten in het complexe vlak.
- In 4-QAM zijn er doorgaans vier punten, die overeenkomen met de vier mogelijke combinaties van twee bits (00, 01, 10, 11).
- Sterrenbeelddiagram:
- Het constellatiediagram voor 4-QAM toont vier punten, gepositioneerd op verschillende afstanden en hoeken in het complexe vlak.
- De punten worden meestal op de hoekpunten van een vierkant of rechthoek geplaatst.
- Datasnelheid en spectrale efficiëntie:
- Net als bij QPSK verzendt 4-QAM twee bits per symbool, wat resulteert in een datasnelheid die twee keer zo hoog is als de modulatiesnelheid.
- Het bereikt een evenwicht tussen spectrale efficiëntie en eenvoud.
3.Vergelijking:
- Modulatieschema:
- Het fundamentele verschil ligt in het modulatieschema. QPSK is een fasemodulatietechniek, terwijl 4-QAM zowel amplitude- als fasemodulatie combineert.
- Vertegenwoordiging van informatie:
- In QPSK wordt informatie voornamelijk gecodeerd in de faseverschuivingen, waarbij de amplitude doorgaans constant wordt gehouden.
- In 4-QAM wordt informatie gecodeerd in zowel amplitude als fase, wat flexibiliteit biedt bij het aanpassen van de signaalkarakteristieken.
- Sterrenbeelddiagram:
- De constellatiediagrammen voor QPSK en 4-QAM tonen beide vier punten, maar hun posities en kenmerken verschillen.
- QPSK-punten worden doorgaans op de hoekpunten van een vierkant geplaatst, terwijl 4-QAM-punten een vierkant of rechthoek kunnen vormen.
- Toepassingen:
- QPSK en 4-QAM worden beide in verschillende communicatiesystemen gebruikt, maar de keuze kan afhangen van specifieke vereisten, zoals de nadruk op fase of de behoefte aan flexibiliteit bij het aanpassen van de amplitude.
4.Conclusie:
- Belangrijkste verschillen:
- QPSK is een fasemodulatietechniek met vier faseverschuivingen, die twee bits per symbool vertegenwoordigen.
- 4-QAM is een gecombineerde amplitude- en fasemodulatietechniek, die ook twee bits per symbool vertegenwoordigt.
- Afwegingen:
- De keuze tussen QPSK en 4-QAM hangt af van de specifieke vereisten van het communicatiesysteem, waarbij rekening wordt gehouden met factoren zoals spectrale efficiëntie, gevoeligheid voor ruis en flexibiliteit bij het aanpassen van signaalkarakteristieken.
Samenvattend zijn QPSK en 4-QAM beide digitale modulatietechnieken die worden gebruikt in communicatiesystemen. QPSK maakt voornamelijk gebruik van fasemodulatie, terwijl 4-QAM zowel amplitude- als fasemodulatie combineert. Beide bereiken een datasnelheid van twee bits per symbool, en de keuze daartussen hangt af van de specifieke behoeften van het communicatiesysteem, waarbij rekening wordt gehouden met factoren als spectrale efficiëntie en flexibiliteit bij het aanpassen van signaalkarakteristieken.