V komunikacijskem sistemu je modulacija metoda, s katero se lastnosti nosilnega signala spreminjajo glede na sporočilne signale. Obstajata dve vrste modulacije metode, ki temeljijo na vrsti osnovnega pasovnega signala. Gre za analogno modulacijo in digitalno modulacijo. Pri digitalni modulaciji so osnovni pas digitalni podatki v obliki 0 in 1. Phase Shift Keying je metoda digitalne modulacije, pri kateri se faza nosilca spreminja glede na signal osnovnega pasu. Obstajata dve vrsti načinov faznega premika - binarno fazno premikanje in kvadraturno fazno premikanje.
Kaj je kvadraturno fazno premikanje?
Kvadraturno fazno premikanje je digitalna modulacijska metoda. Pri tej metodi se faza nosilne valovne oblike spremeni glede na digitalni signal osnovnega pasu. Faza nosilca ostane enaka, če je vhodna logika enaka, vendar gre pri faznem premiku, ko je logika 0. Pri Quadrature Phase Shift Keying se dva informacijska bita modulirata hkrati, za razliko od Binary Phase Shift Keying, kjer je samo en bit prenese na simbol. Tu obstajajo štirje premiki nosilne faze z fazno razliko ± 90 ° za štiri možne kombinacije dveh bitov (00, 01, 10, 11). Trajanje simbola pri tej modulaciji je dvakratno trajanje bitov.
Shema vezja
Namesto pretvorbe bitov v digitalni tok ga QPSK pretvori v bitne pare. Ta metoda je znana tudi kot Modulacija dvostranskega pasovnega nosilca metoda. Modulacijsko vezje QPSK je sestavljeno iz razdelilnika bitov, 2-bitnega serijskega v vzporedni pretvornik, dveh multiplikatorjev, lokalni oscilator in poletje.
Diagram kvadratura-faza-premik-tipkanje-vezje
Na vhodu oddajnika se bitni signali sporočila ločijo kot parni in lihi bit z uporabo razdelilnika bitov. Ti bit se nato pomnožijo z isto valovno obliko nosilca, da ustvarijo signale Even QPSK in Odd QPSK. Signal Even QPSK je pred modulacijo fazno pomaknjen za 90 ° z uporabo faznega preklopnika. Tu se Lokalni oscilator uporablja za generiranje nosilne valovne oblike. Po ločitvi bitov se uporabi 2-bitni serijski v vzporedni pretvornik. Po pomnožitvi z nosilno valovno obliko se tako QPSK kot Nepar QPSK prepustita v poletje, ko dobimo modulacijski izhod.
Na koncu sprejemnika za demodulacijo se uporabljata dva detektorja izdelkov. Ti detektorji pretvorijo modulirani signal QPSK v signale Even QPSK in Odd QPSK. Nato se signali prenašajo skozi dva pasovni filtri in dva integratorja. Po obdelavi se signali nanesejo na 2-bitni vzporedni pretvornik , katerega izhod je rekonstruirani signal.
Valovna oblika kvadraturnega faznega premika
Po obdelavi signalov Sodo in Neparno QPSK se nanesejo na poletje, kjer dobimo modulirano moč.
Kvadratura-faza-premik-tipkanje-valovna oblika.
Prednosti in slabosti
- Zagotavlja dobro odpornost proti hrupu.
- V primerjavi z BPSK se pasovna širina, ki jo uporablja QPSK, zmanjša na polovico.
- Hitrost prenosa informacij pri kvadraturnem faznem premiku je večja, saj oddaja dva bita na simbol nosilca.
- Moč nosilca ostaja nespremenjena, saj so razlike v amplitudi QPSK majhne.
- Učinkovita uporaba razpoložljive pasovne širine prenosa.
- Nizka verjetnost napak v primerjavi z drugimi metodami.
- Pomanjkljivost QPSK v primerjavi z BPSK je zapletenost vezja.
QPSK je ponavadi najprimernejši za aplikacije, kjer so potrebne visoke bitne hitrosti in hiter prenos podatkov. Za simulacijo te metode se uporablja koda Matlab. Kakšna je uporaba poletja pri modulaciji QPSK?
