Jaka jest różnica między 8PSK a QPSK?

8PSK (8-Phase Shift Keying) i QPSK (kwadraturowe kluczowanie fazowe) to techniki modulacji cyfrowej stosowane w systemach komunikacyjnych do przesyłania danych poprzez zmianę fazy sygnału nośnego. Podstawowa różnica między nimi polega na liczbie przesunięć fazowych używanych do reprezentowania symboli, a co za tym idzie, ilości informacji niesionych przez każdy symbol. Przyjrzyjmy się szczegółowo różnicom między 8PSK i QPSK:

1.QPSK (kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym):

• Przesunięcia fazowe:
  • QPSK wykorzystuje cztery różne przesunięcia fazowe do reprezentowania symboli: 0, 90, 180 i 270 stopni.
  • Każdy symbol reprezentuje dwa bity informacji, ponieważ istnieją cztery możliwe kombinacje wartości binarnych (00, 01, 10, 11).
• Mapowanie symboli:
  • Cztery przesunięcia fazowe są odwzorowywane na możliwe kombinacje dwóch bitów w sekwencji binarnej.
  • QPSK osiąga równowagę pomiędzy wydajnością widmową a złożonością, dzięki czemu jest szeroko stosowany w różnych systemach komunikacyjnych.
• Schemat konstelacji:
  • Diagram konstelacji QPSK przedstawia cztery punkty, każdy odpowiadający jednemu z czterech przesunięć fazowych.
  • Punkty są zwykle umieszczane na wierzchołkach kwadratu na płaszczyźnie zespolonej.
• Szybkość transmisji danych i wydajność widmowa:
  • QPSK przesyła dwa bity na symbol, co skutkuje szybkością transmisji danych dwukrotnie większą od szybkości modulacji.
  • Zapewnia dobry kompromis pomiędzy wydajnością widmową a podatnością na szum.

2.8PSK (8-fazowe kluczowanie przesunięcia):

• Przesunięcia fazowe:
  • 8PSK wykorzystuje osiem różnych przesunięć fazowych do reprezentowania symboli: 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 i 315 stopni.
  • Każdy symbol w 8PSK reprezentuje trzy bity informacji, ponieważ istnieje osiem możliwych kombinacji wartości binarnych (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111).
• Mapowanie symboli:
  • Osiem przesunięć fazowych jest odwzorowanych na osiem możliwych kombinacji trzech bitów w sekwencji binarnej.
  • 8PSK osiąga wyższą wydajność widmową w porównaniu do QPSK, przesyłając więcej informacji na symbol.
• Schemat konstelacji:
  • Diagram konstelacji dla 8PSK przedstawia osiem punktów, każdy odpowiadający jednemu z ośmiu przesunięć fazowych.
  • Punkty są zwykle umieszczane w wierzchołkach ośmiokąta w płaszczyźnie zespolonej.
• Szybkość transmisji danych i wydajność widmowa:
  • 8PSK przesyła trzy bity na symbol, co skutkuje wyższą szybkością transmisji danych w porównaniu do QPSK.
  • Zwiększona wydajność widmowa sprawia, że ​​8PSK nadaje się do scenariuszy, w których wymagane są wyższe szybkości transmisji danych.

3.Porównanie:

• Wydajność spektralna:
  • Kluczową różnicą między QPSK i 8PSK jest ich wydajność widmowa.
  • QPSK przesyła dwa bity na symbol, podczas gdy 8PSK przesyła trzy bity na symbol, dzięki czemu 8PSK jest bardziej wydajny widmowo.
• Prędkość transmisji danych:
  • Ze względu na większą liczbę bitów na symbol, 8PSK osiąga wyższą szybkość transmisji danych w porównaniu do QPSK.
  • Dzięki temu 8PSK nadaje się do scenariuszy, w których niezbędna jest maksymalizacja przepustowości danych.
• Wrażliwość na hałas:
  • Wraz ze wzrostem rzędu PSK modulacja staje się bardziej podatna na błędy spowodowane szumem i zaburzeniami kanału.
  • QPSK może oferować lepszą niezawodność w niektórych scenariuszach, podczas gdy 8PSK może być bardziej podatny na błędy.
• Złożoność:
  • Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem rzędu PSK wzrasta również złożoność procesów modulacji i demodulacji.
  • Implementacje 8PSK mogą być bardziej złożone w porównaniu do QPSK.

4.Aplikacje:

• Aplikacje QPSK:
  • QPSK jest szeroko stosowany w różnych systemach komunikacyjnych, w tym w komunikacji satelitarnej, transmisji cyfrowej i komunikacji bezprzewodowej.
  • Jego zrównoważony kompromis między wydajnością widmową a złożonością sprawia, że ​​nadaje się do różnorodnych zastosowań.
• Zastosowania 8PSK:
  • 8PSK jest używany w scenariuszach, w których wymagane są wyższe szybkości transmisji danych, na przykład w cyfrowych systemach komunikacyjnych o rygorystycznych wymaganiach dotyczących przepustowości.
  • Znajduje zastosowanie w systemach komunikacyjnych o dużej przepustowości.

5.Wniosek:

• Kluczowe różnice:
  • Podstawowa różnica między QPSK i 8PSK polega na liczbie przesunięć fazowych używanych do reprezentowania symboli i wynikowych bitów na symbol.
  • QPSK wykorzystuje cztery przesunięcia fazowe i przesyła dwa bity na symbol, podczas gdy 8PSK wykorzystuje osiem przesunięć fazowych i przesyła trzy bity na symbol.
• Kompromisy:
  • Wybór pomiędzy QPSK a 8PSK zależy od specyficznych wymagań systemu komunikacyjnego, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak szybkość transmisji danych, wydajność widmowa, podatność na szum i złożoność implementacji.

Podsumowując, obie techniki QPSK i 8PSK to techniki modulacji cyfrowej w rodzinie PSK, przy czym QPSK wykorzystuje cztery przesunięcia fazowe do reprezentowania dwóch bitów na symbol, a 8PSK wykorzystuje osiem przesunięć fazowych do reprezentowania trzech bitów na symbol. Wybór pomiędzy nimi zależy od konkretnych potrzeb systemu komunikacyjnego, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak szybkość transmisji danych, wydajność widmowa i podatność na szum.