Kluczowanie z przesunięciem fazowym (PSK) i kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym (QPSK) to techniki modulacji cyfrowej stosowane w systemach komunikacyjnych do przesyłania danych poprzez zmianę fazy sygnału nośnego. Kluczowa 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 PSK i QPSK:
1.PSK (kluczowanie z przesunięciem fazowym):
- Przesunięcia fazowe:
- PSK to technika modulacji cyfrowej, w której faza sygnału nośnego zmienia się w celu przedstawienia symboli.
- W podstawowym PSK stosowane są dwa różne przesunięcia fazowe: 0 i 180 stopni.
- Mapowanie symboli:
- Dwa przesunięcia fazowe są odwzorowywane na wartości binarne 0 i 1.
- Każdy symbol reprezentuje jeden bit informacji.
- Schemat konstelacji:
- Diagram konstelacji PSK zazwyczaj przedstawia dwa punkty, każdy odpowiadający jednemu z dwóch przesunięć fazowych.
- Punkty są umieszczone na przeciwległych końcach diagramu konstelacji.
- Prędkość transmisji danych:
- PSK transmituje jeden bit na symbol, co daje szybkość transmisji danych równą szybkości modulacji.
2.QPSK (kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym):
- Przesunięcia fazowe:
- QPSK rozszerza PSK tak, aby reprezentował dwa bity na symbol przy użyciu czterech różnych przesunięć fazowych: 0, 90, 180 i 270 stopni.
- Każdy symbol zawiera teraz dwa bity informacji.
- Mapowanie symboli:
- Cztery przesunięcia fazowe są odwzorowywane na możliwe kombinacje dwóch bitów w sekwencji binarnej.
- QPSK osiąga wyższą szybkość transmisji danych w porównaniu do podstawowego PSK.
- 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.
- Prędkość transmisji danych:
- QPSK przesyła dwa bity na symbol, co daje szybkość transmisji danych dwukrotnie większą niż szybkość modulacji w porównaniu do podstawowego PSK.
3.Porównanie:
- Liczba przesunięć fazowych:
- Podstawową różnicą między PSK i QPSK jest liczba przesunięć fazowych używanych do reprezentowania symboli.
- PSK wykorzystuje dwa przesunięcia fazowe, podczas gdy QPSK wykorzystuje cztery przesunięcia fazowe.
- Bity na symbol:
- PSK przesyła jeden bit na symbol, a QPSK przesyła dwa bity na symbol.
- Zwiększona liczba przesunięć fazowych w QPSK pozwala na większą szybkość transmisji danych.
- Schemat konstelacji:
- Diagram konstelacji dla PSK pokazuje dwa punkty, a dla QPSK cztery punkty.
- QPSK osiąga gęstsze upakowanie bitów w płaszczyźnie zespolonej w porównaniu do podstawowego PSK.
- Prędkość transmisji danych:
- QPSK osiąga wyższą szybkość transmisji danych w porównaniu do PSK, ponieważ każdy symbol reprezentuje dwa bity zamiast jednego.
4.Aplikacje:
- Aplikacje PSK:
- PSK jest stosowany w różnych systemach komunikacyjnych, w tym w cyfrowej modulacji sygnałów audio i binarnej transmisji danych.
- Aplikacje QPSK:
- QPSK jest szeroko stosowany w systemach komunikacyjnych o wyższych wymaganiach dotyczących szybkości transmisji danych, takich jak komunikacja satelitarna, nadawanie cyfrowe i komunikacja bezprzewodowa.
5.Wniosek:
- Kluczowe różnice:
- PSK wykorzystuje dwa przesunięcia fazowe do reprezentowania symboli, przesyłając jeden bit na symbol.
- QPSK rozszerza PSK, wykorzystując cztery przesunięcia fazowe do reprezentowania symboli, przesyłając dwa bity na symbol.
- Kompromisy:
- Wybór pomiędzy PSK a QPSK zależy od specyficznych wymagań systemu komunikacyjnego, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak szybkość transmisji danych, wydajność widmowa i podatność na szum.
Podsumowując, PSK i QPSK to techniki modulacji cyfrowej w rodzinie PSK. PSK wykorzystuje dwa przesunięcia fazowe do reprezentowania symboli, przesyłając jeden bit na symbol, podczas gdy QPSK wykorzystuje cztery przesunięcia fazowe do reprezentowania symboli, przesyłając dwa bity na symbol. Wybór pomiędzy nimi zależy od konkretnych potrzeb systemu komunikacyjnego, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak szybkość transmisji danych i wydajność widmowa.