Phase Shift Keying (PSK) is een digitaal modulatieschema dat in communicatiesystemen wordt gebruikt om gegevens te verzenden door de fase van het draaggolfsignaal te variëren. Er zijn verschillende soorten PSK, elk met zijn eigen kenmerken en toepassingen. De belangrijkste typen PSK zijn Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Offset QPSK (OQPSK), π/4-QPSK en PSK van hogere orde. Laten we dieper ingaan op de details van elk:
1. Binaire Phase Shift Keying (BPSK):
- BPSK is de eenvoudigste vorm van PSK, waarbij elk symbool één bit aan informatie vertegenwoordigt.
- In BPSK wordt de fase van het draaggolfsignaal verschoven tussen twee waarden, doorgaans 0° en 180°, om respectievelijk binair 0 en 1 weer te geven.
- BPSK wordt vaak gebruikt in scenario’s waarin de datasnelheid geen kritische factor is en eenvoud de voorkeur heeft.
2. Kwadratuur Phase Shift Keying (QPSK):
- QPSK is een uitbreiding van BPSK die is ontworpen om twee bits per symbool te verzenden, waardoor het bandbreedte-efficiënter wordt.
- QPSK gebruikt vier verschillende faseverschuivingen: 0°, 90°, 180° en 270°, om de binaire combinaties 00, 01, 10 en 11 weer te geven.
- Elk symbool in QPSK vertegenwoordigt een paar bits, waardoor een hogere gegevenssnelheid mogelijk is vergeleken met BPSK.
- QPSK wordt veel gebruikt in verschillende communicatiesystemen, waaronder satellietcommunicatie en digitale televisie.
3. Offset QPSK (OQPSK):
- OQPSK is een aangepaste versie van QPSK die bepaalde problemen met betrekking tot faseovergangen aanpakt.
- OQPSK introduceert een faseverschuiving op het verzonden signaal, waardoor faseovergangen plaatsvinden bij de nuldoorgangen van het draaggolfsignaal.
- Deze aanpassing minimaliseert de abrupte faseveranderingen en helpt inter-symboolinterferentie (ISI) te verminderen.
- OQPSK wordt vaak gebruikt in digitale communicatiesystemen waarbij fasecontinuïteit essentieel is.
4. π/4-shift QPSK (π/4-QPSK):
- π/4-QPSK is een andere variant van QPSK die een andere reeks faseverschuivingen gebruikt om symbolen weer te geven.
- In π/4-QPSK zijn de faseverschuivingen 45°, 135°, 225° en 315°, wat de binaire combinaties 00, 01, 10 en 11 vertegenwoordigt.
- De naam “π/4” betekent dat de faseovergangen plaatsvinden op een kwart van de symboolduur, wat voordelen oplevert in termen van spectrale efficiëntie en verminderde complexiteit.
5. PSK van hogere orde:
- PSK van hogere orde verwijst naar PSK-schema’s met meer dan vier faseverschuivingen per symbool.
- Voorbeelden zijn onder meer 8-PSK (acht faseverschuivingen), 16-PSK (zestien faseverschuivingen), enzovoort.
- PSK van hogere orde maakt nog hogere datasnelheden mogelijk, maar dit gaat ten koste van een grotere gevoeligheid voor ruis en complexiteit.
Elk type PSK heeft zijn voordelen en gebruiksscenario’s. De keuze voor het PSK-type hangt af van factoren zoals datasnelheidvereisten, bandbreedte-efficiëntie en de complexiteit van het communicatiesysteem. Hoewel BPSK en QPSK fundamenteel zijn en veel worden gebruikt, bieden de andere varianten verbeteringen en optimalisaties voor specifieke scenario’s.