Phase Shift Keying (PSK) é um método de modulação digital usado em sistemas de comunicação para transmitir dados digitais variando a fase de um sinal portador. O princípio principal por trás do PSK é a codificação de informações nas mudanças de fase da onda portadora. Vamos explorar o método PSK em detalhes:
1. Conceito Básico de PSK:
- Modulação de fase:
- PSK modula a fase de um sinal portador senoidal para representar dados digitais.
- No PSK, a fase do sinal da portadora varia de acordo com a informação binária a ser transmitida.
- Representação binária:
- PSK geralmente representa dados binários, onde cada símbolo binário (0 ou 1) é mapeado para uma mudança de fase específica do sinal da portadora.
- A escolha da mudança de fase determina a informação binária que está sendo transmitida.
2. Chaveamento de mudança de fase binária (BPSK):
- Duas mudanças de fase:
- BPSK é a forma mais simples de PSK, usando duas mudanças de fase diferentes para representar símbolos binários.
- As mudanças de fase normalmente correspondem a 0 e 180 graus.
- Mapeamento de símbolos:
- Cada símbolo binário é representado por uma mudança de fase específica do sinal da portadora.
- A mudança de fase muda abruptamente no ponto médio de cada período do símbolo.
- Diagrama de constelação:
- O diagrama de constelação para BPSK mostra dois pontos, cada um correspondendo a uma das duas mudanças de fase.
- Os pontos normalmente são posicionados em extremidades opostas do plano complexo.
3. Chaveamento de mudança de fase em quadratura (QPSK):
- Quatro mudanças de fase:
- QPSK estende BPSK usando quatro mudanças de fase diferentes para representar símbolos.
- As mudanças de fase são normalmente de 0, 90, 180 e 270 graus.
- Mapeamento de símbolos:
- Cada símbolo em QPSK representa dois bits de informação, permitindo um uso mais eficiente da largura de banda disponível.
- As quatro mudanças de fase são mapeadas para as combinações possíveis de dois bits em uma sequência binária.
- 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.
4. PSK de ordem superior:
- Mais mudanças de fase:
- Esquemas PSK de ordem superior, como 8-PSK e 16-PSK, usam um número maior de mudanças de fase para representar símbolos.
- Por exemplo, 8-PSK usa oito mudanças de fase diferentes e 16-PSK usa dezesseis mudanças de fase.
- Mapeamento de símbolos:
- Cada símbolo no PSK de ordem superior representa um número maior de bits, permitindo taxas de dados mais altas.
- As mudanças de fase são mapeadas para as combinações possíveis de vários bits em uma sequência binária.
- Diagrama de constelação:
- Os diagramas de constelação para PSK de ordem superior mostram um número maior de pontos, organizados em um padrão circular no plano complexo.
5. Chaveamento de mudança de fase diferencial (DPSK):
- Mudanças relativas de fase:
- DPSK é uma variante do PSK onde as diferenças de fase entre símbolos consecutivos são usadas para representar dados.
- Em vez de mudanças de fase absolutas, o DPSK concentra-se em mudanças de fase.
- Mapeamento de símbolos:
- DPSK representa símbolos com base nas mudanças de fase relativas do símbolo anterior.
- Essa abordagem pode simplificar a desmodulação em determinados cenários.
- Diagrama de constelação:
- O diagrama de constelação para DPSK mostra diferenças de fase entre símbolos consecutivos, normalmente representados como ângulos no plano complexo.
6. Aplicativos do PSK:
- Comunicação sem fio:
- PSK é amplamente utilizado em sistemas de comunicação sem fio, incluindo comunicação via satélite, transmissão digital e comunicação móvel.
- Transmissão de dados:
- O PSK é escolhido por sua eficiência espectral, permitindo a transmissão de uma taxa de dados mais alta dentro da largura de banda disponível.
7. Conclusão:
- Resumo da modulação:
- PSK modula a fase do sinal portador para representar dados digitais.
- Diferentes esquemas PSK usam números variados de mudanças de fase, oferecendo uma compensação entre eficiência espectral e complexidade.
- Aplicativos:
- O PSK é aplicado em vários sistemas de comunicação onde o uso eficiente da largura de banda e taxas de dados mais altas são essenciais.
Em resumo, o método PSK envolve a modulação da fase de um sinal portador para representar dados digitais. Abrange vários esquemas, como BPSK, QPSK, PSK de ordem superior e DPSK, cada um oferecendo diferentes compensações entre eficiência espectral e complexidade. PSK é amplamente utilizado em sistemas de comunicação sem fio por sua capacidade de transmitir dados digitais de maneira eficiente, variando a fase do sinal da portadora.