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Qual é a diferença entre PSK e QPSK?

Phase Shift Keying (PSK) e Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) são técnicas de modulação digital usadas em sistemas de comunicação para transmitir dados variando a fase do sinal da portadora. A principal diferença entre eles está no número de mudanças de fase usadas para representar símbolos e, conseqüentemente, na quantidade de informação que cada símbolo carrega. Vamos explorar as diferenças entre PSK e QPSK em detalhes:

1. PSK (chaveamento de mudança de fase):

  • Mudanças de fase:
    • PSK é uma técnica de modulação digital onde a fase do sinal portador é variada para representar símbolos.
    • No PSK básico, são usadas duas mudanças de fase diferentes: 0 e 180 graus.
  • Mapeamento de símbolos:
    • As duas mudanças de fase são mapeadas para os valores binários 0 e 1.
    • Cada símbolo representa um bit de informação.
  • Diagrama de constelação:
    • O diagrama de constelação para PSK normalmente mostra dois pontos, cada um correspondendo a uma das duas mudanças de fase.
    • Os pontos são posicionados em extremidades opostas do diagrama de constelação.
  • Taxa de dados:
    • PSK transmite um bit por símbolo, resultando em uma taxa de dados igual à taxa de modulação.

2. QPSK (chaveamento de mudança de fase em quadratura):

  • Mudanças de fase:
    • QPSK estende PSK para representar dois bits por símbolo usando quatro mudanças de fase diferentes: 0, 90, 180 e 270 graus.
    • Cada símbolo agora carrega dois bits de informação.
  • Mapeamento de símbolos:
    • As quatro mudanças de fase são mapeadas para as combinações possíveis de dois bits em uma sequência binária.
    • QPSK atinge uma taxa de dados mais alta em comparação ao PSK básico.
  • Diagrama de constelação:
    • O diagrama de constelação para QPSK mostra quatro pontos, cada um correspondendo a uma das quatro mudanças de fase.
    • Os pontos normalmente são posicionados nos vértices de um quadrado no plano complexo.
  • Taxa de dados:
    • QPSK transmite dois bits por símbolo, resultando em uma taxa de dados que é o dobro da taxa de modulação em comparação com o PSK básico.

3. Comparação:

  • Número de mudanças de fase:
    • A diferença fundamental entre PSK e QPSK é o número de mudanças de fase usadas para representar símbolos.
    • PSK usa duas mudanças de fase, enquanto QPSK usa quatro mudanças de fase.
  • Bits por símbolo:
    • PSK transmite um bit por símbolo e QPSK transmite dois bits por símbolo.
    • O maior número de mudanças de fase no QPSK permite uma taxa de dados mais alta.
  • Diagrama de constelação:
    • O diagrama de constelação para PSK mostra dois pontos, e para QPSK, quatro pontos.
    • QPSK atinge um empacotamento mais denso de bits no plano complexo em comparação com PSK básico.
  • Taxa de dados:
    • QPSK atinge uma taxa de dados mais alta em comparação com PSK, pois cada símbolo representa dois bits em vez de um.

4. Aplicativos:

  • Aplicativos PSK:
    • PSK é usado em vários sistemas de comunicação, incluindo modulação digital para sinais de áudio e transmissão de dados binários.
  • Aplicativos QPSK:
    • QPSK é amplamente utilizado em sistemas de comunicação com requisitos de taxas de dados mais elevados, como comunicação por satélite, transmissão digital e comunicação sem fio.

5. Conclusão:

  • Principais diferenças:
    • PSK usa duas mudanças de fase para representar símbolos, transmitindo um bit por símbolo.
    • QPSK estende PSK usando quatro mudanças de fase para representar símbolos, transmitindo dois bits por símbolo.
  • Compensações:
    • A escolha entre PSK e QPSK depende dos requisitos específicos do sistema de comunicação, considerando fatores como taxa de dados, eficiência espectral e suscetibilidade a ruído.

Em resumo, PSK e QPSK são técnicas de modulação digital da família PSK. PSK usa duas mudanças de fase para representar símbolos, transmitindo um bit por símbolo, enquanto QPSK usa quatro mudanças de fase para representar símbolos, transmitindo dois bits por símbolo. A seleção entre eles depende das necessidades específicas do sistema de comunicação, levando em consideração fatores como taxa de dados e eficiência espectral.

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