4-PSK (4-Phase Shift Keying) en QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) zijn beide digitale modulatietechnieken waarbij de fase van een draaggolfsignaal wordt gevarieerd om digitale gegevens te verzenden. Hoewel ze enkele overeenkomsten delen, zijn ze niet precies hetzelfde. Laten we dieper ingaan op de details van beide modulatieschema’s en hun overeenkomsten en verschillen onderzoeken.
1. Basisprincipe:
- 4-PSK (4-fase shift-sleuteling):
- In 4-PSK, ook bekend als BPSK (Binary Phase Shift Keying), vertegenwoordigt elk symbool twee bits informatie. De fase van het draaggolfsignaal wordt verschoven met 0°, 90°, 180° of 270° om verschillende combinaties van bits te coderen.
- De vier mogelijke faseverschuivingen komen overeen met de binaire reeksen (00), (01), (10) en (11).
- QPSK (kwadratuur faseverschuivingssleutel):
- QPSK daarentegen vertegenwoordigt een efficiënter gebruik van bandbreedte door twee bits per symbool te coderen, vergelijkbaar met 4-PSK. QPSK gebruikt echter vier verschillende faseverschuivingen (0°, 90°, 180° en 270°) met een combinatie van in-fase- en kwadratuurdragers.
2. Dragercomponenten:
- 4-PSK:
- 4-PSK gebruikt doorgaans een enkele draaggolf voor modulatie. De fase van deze draaggolf wordt aangepast om verschillende bitcombinaties weer te geven.
- QPSK:
- QPSK gebruikt twee draaggolven: één in fase (I) en één kwadratuur (Q). De combinatie van deze twee dragers zorgt voor een hogere datasnelheid omdat er twee bits per symbool kunnen worden verzonden.
3. Symbooltoewijzing:
- 4-PSK:
- De symbolen in 4-PSK komen rechtstreeks overeen met de faseverschuivingen, waarbij elk symbool twee bits vertegenwoordigt.
- QPSK:
- QPSK gebruikt een combinatie van in-fase- en kwadratuurcomponenten om vier verschillende symbolen weer te geven, die elk twee bits vertegenwoordigen.
4. Bandbreedte-efficiëntie:
- 4-PSK:
- 4-PSK gebruikt een enkele draaggolf en elk symbool vertegenwoordigt twee bits, waardoor het minder bandbreedte-efficiënt is vergeleken met QPSK.
- QPSK:
- QPSK bereikt een hogere bandbreedte-efficiëntie door zowel in-fase- als kwadratuurcomponenten te gebruiken. Het kan twee bits per symbool verzenden, wat resulteert in een hogere datasnelheid voor dezelfde bandbreedte.
5. Toepassingen:
- 4-PSK:
- 4-PSK is geschikt voor toepassingen waarbij eenvoud prioriteit heeft en de vereiste datasnelheid niet erg hoog is. Het wordt vaak gebruikt in basiscommunicatiesystemen.
- QPSK:
- QPSK wordt vaker gebruikt in moderne communicatiesystemen die hogere datasnelheden en efficiënt gebruik van bandbreedte vereisen. Het komt veel voor in draadloze communicatiestandaarden, digitale televisie en satellietcommunicatie.
Samenvattend: hoewel zowel 4-PSK als QPSK faseverschuivingen met zich meebrengen om digitale gegevens te verzenden, is QPSK een geavanceerder modulatieschema dat een hogere bandbreedte-efficiëntie bereikt door zowel in-fase- als kwadratuurcomponenten te gebruiken. QPSK maakt een hogere datasnelheid mogelijk en wordt algemeen toegepast in moderne communicatiesystemen. 4-PSK daarentegen is eenvoudiger en kan toepassing vinden in scenario’s waarin bandbreedte-efficiëntie geen kritische factor is.