Kluczowanie z przesunięciem fazowym (PSK) to cyfrowy schemat modulacji stosowany w systemach komunikacyjnych do przesyłania danych poprzez zmianę fazy sygnału nośnego. Istnieje kilka typów PSK, każdy z własnymi cechami i zastosowaniami. Główne typy PSK obejmują binarne kluczowanie z przesunięciem fazowym (BPSK), kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym (QPSK), przesunięcie QPSK (OQPSK), π/4-QPSK i PSK wyższego rzędu. Zagłębmy się w szczegóły każdego z nich:
1. Binarne kluczowanie z przesunięciem fazowym (BPSK):
- BPSK to najprostsza forma PSK, w której każdy symbol reprezentuje pojedynczy bit informacji.
- W BPSK faza sygnału nośnego jest przesuwana pomiędzy dwiema wartościami, zwykle 0° i 180°, aby reprezentować odpowiednio binarne 0 i 1.
- BPSK jest często używany w scenariuszach, w których szybkość transmisji danych nie jest czynnikiem krytycznym i preferowana jest prostota.
2. Kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym (QPSK):
- QPSK jest rozszerzeniem BPSK zaprojektowanym do przesyłania dwóch bitów na symbol, dzięki czemu jest bardziej wydajny pod względem przepustowości.
- QPSK wykorzystuje cztery różne przesunięcia fazowe: 0°, 90°, 180° i 270°, aby przedstawić kombinacje binarne 00, 01, 10 i 11.
- Każdy symbol w QPSK reprezentuje parę bitów, umożliwiając transmisję z większą szybkością transmisji danych w porównaniu do BPSK.
- QPSK jest szeroko stosowany w różnych systemach komunikacyjnych, w tym w komunikacji satelitarnej i telewizji cyfrowej.
3. Przesunięcie QPSK (OQPSK):
- OQPSK to zmodyfikowana wersja QPSK, która rozwiązuje pewne problemy związane z przejściami fazowymi.
- OQPSK wprowadza przesunięcie fazowe do transmitowanego sygnału, zapewniając, że przejścia fazowe zachodzą w miejscach przejścia sygnału nośnego przez zero.
- Ta modyfikacja minimalizuje nagłe zmiany fazy i pomaga złagodzić zakłócenia między symbolami (ISI).
- OQPSK jest powszechnie stosowany w cyfrowych systemach komunikacyjnych, gdzie niezbędna jest ciągłość faz.
4. π/4-Shift QPSK (π/4-QPSK):
- π/4-QPSK to kolejny wariant QPSK, który wykorzystuje inny zestaw przesunięć fazowych do reprezentowania symboli.
- W π/4-QPSK przesunięcia fazowe wynoszą 45°, 135°, 225° i 315°, co reprezentuje kombinacje binarne 00, 01, 10 i 11.
- Nazwa „π/4” oznacza, że przejścia fazowe zachodzą w jednej czwartej czasu trwania symbolu, zapewniając korzyści w zakresie wydajności widmowej i zmniejszonej złożoności.
5. PSK wyższego rzędu:
- PSK wyższego rzędu odnosi się do schematów PSK z więcej niż czterema przesunięciami fazowymi na symbol.
- Przykłady obejmują 8-PSK (osiem przesunięć fazowych), 16-PSK (szesnaście przesunięć fazowych) i tak dalej.
- PSK wyższego rzędu pozwala na jeszcze wyższe szybkości transmisji danych, ale odbywa się to kosztem zwiększonej podatności na szum i złożoność.
Każdy typ PSK ma swoje zalety i przypadki użycia. Wybór typu PSK zależy od takich czynników, jak wymagania dotyczące szybkości transmisji danych, wydajność pasma i złożoność systemu komunikacyjnego. Chociaż BPSK i QPSK są podstawowymi i szeroko stosowanymi rozwiązaniami, pozostałe warianty oferują ulepszenia i optymalizacje dla konkretnych scenariuszy.