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Como gerar sinal QPSK?

Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) é um esquema de modulação digital usado em sistemas de comunicação para transmitir dados através de canais de radiofrequência. A geração de um sinal QPSK envolve a modulação de dados digitais em uma onda portadora, manipulando sua fase. Aqui está uma explicação detalhada de como gerar um sinal QPSK:

1. Entrada de dados digitais:

  • QPSK opera codificando dados digitais em símbolos, cada um representando uma mudança de fase única. O primeiro passo é pegar os dados digitais recebidos e agrupá-los em pares de bits.

2. Mapeamento de símbolos:

  • Atribuir cada par de bits a uma mudança de fase específica. No QPSK, existem quatro mudanças de fase possíveis: 0°, 90°, 180° e 270°. Essas mudanças de fase correspondem aos símbolos (00), (01), (10) e (11).

3. Geração de onda portadora:

  • Gere duas ondas portadoras com uma diferença de fase de 90 graus. Essas portadoras são frequentemente chamadas de componentes “em fase” (I) e “quadratura” (Q).
  • A onda portadora pode ser representada como: �(�)=�cos⁡(2����)I(t)=Acos(2πfc​t) �(�)=�sin⁡(2��� �)Q(t)=Asin(2πfc​t)
  • Onde �A é a amplitude da onda portadora, ��fc​ é a frequência portadora e �t é o tempo.

4. Modulação:

  • Multiplique a portadora em fase (�(�)I(t)) pela componente em fase do símbolo e multiplique a portadora em quadratura (�(�)Q(t)) pela componente em quadratura do símbolo símbolo.
  • O sinal QPSK modulado (�(�)S(t)) é obtido combinando estas duas portadoras moduladas: �(�)=�(�)⋅Re{�(�)}+�(�)⋅Im {�(�)}S(t)=I(t)⋅Re{s(t)}+Q(t)⋅Im{s(t)}
  • Onde �(�)s(t) representa o símbolo complexo, e Re{⋅}Re{⋅} e Im{⋅}Im{⋅} denotam as partes real e imaginária, respectivamente.

5. Transmissão:

  • O sinal QPSK modulado é então transmitido pelo canal de comunicação.

6. Recepção e Demodulação:

  • No receptor, o sinal QPSK é demodulado para recuperar os dados digitais originais.
  • O sinal recebido é multiplicado pelas portadoras em fase e quadratura, e os sinais resultantes são filtrados passa-baixo.

7. Desmapeamento de símbolos:

  • Com base na fase do sinal demodulado, mapeie a fase recebida de volta aos pares de bits correspondentes.
  • Este processo converte os símbolos QPSK recebidos de volta nos dados digitais originais.

A geração de um sinal QPSK envolve a manipulação cuidadosa de ondas portadoras e mudanças de fase para representar informações digitais de forma modulada. Este método de modulação permite o uso eficiente da largura de banda e a transmissão confiável de dados em sistemas de comunicação.

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