In einem Kommunikationssystem ist Modulation das Verfahren, mit dem die Eigenschaften des Trägersignals gemäß den Nachrichtensignalen variiert werden. Es gibt zwei Arten der Modulation Methoden basierend auf der Art des Basisbandsignals. Sie sind analoge Modulation und digitale Modulation. Bei der digitalen Modulation sind die Basisbandsignale die digitalen Daten in Form von Nullen und Einsen. Phase Shift Keying ist ein Verfahren zur digitalen Modulation, bei dem die Phase des Trägers entsprechend dem Basisbandsignal geändert wird. Es gibt zwei Arten von Phasenumtastungsmethoden: Binäre Phasenumtastung und Quadratur-Phasenumtastung.
Was ist Quadratur-Phasenumtastung?
Quadratur-Phasenumtastung ist eine digitale Modulationsmethode. Bei diesem Verfahren wird die Phase der Trägerwellenform gemäß dem digitalen Basisbandsignal geändert. Die Phase des Trägers bleibt gleich, wenn die Eingangslogik die 1 ist, geht jedoch eine Phasenverschiebung ein, wenn die Logik 0 ist. Bei der Quadratur-Phasenumtastung werden im Gegensatz zur binären Phasenumtastung, bei der nur ein Bit vorhanden ist, zwei Informationsbits gleichzeitig moduliert pro Symbol bestanden. Hier gibt es vier Trägerphasenversätze mit einer Phasendifferenz von ± 90 ° für vier mögliche Kombinationen von zwei Bits (00, 01, 10, 11). Die Symboldauer in dieser Modulation ist doppelt so lang wie die Bitdauer.
Schaltplan
Anstatt Bits in einen digitalen Stream umzuwandeln, konvertiert QPSK diese in Bitpaare. Diese Methode wird auch als bezeichnet Doppelseitenband unterdrückte Trägermodulation Methode. Die QPSK-Modulationsschaltung besteht aus einem Bit-Splitter, einem 2-Bit-Seriell-Parallel-Wandler, zwei Multiplikatoren, a lokaler Oszillator und ein Sommer.
Quadratur-Phasen-Shift-Keying-Schaltplan
Am Sendeeingang werden die Nachrichtensignalbits unter Verwendung eines Bitteilers als gerade Bits und ungerade Bits getrennt. Diese Bits werden dann mit derselben Trägerwellenform multipliziert, um gerade QPSK- und ungerade QPSK-Signale zu erzeugen. Das gerade QPSK-Signal ist vor der Modulation mit einem Phasenschieber um 90 ° phasenverschoben. Hier wird der lokale Oszillator zum Erzeugen der Trägerwellenform verwendet. Nach der Trennung der Bits wird ein 2-Bit-Seriell-Parallel-Wandler verwendet. Nach dem Multiplizieren mit der Trägerwellenform werden sowohl gerade QPSK als auch ungerade QPSK dem Sommer gegeben, wenn eine Modulationsausgabe erhalten wird.
Auf der Empfängerseite werden zur Demodulation zwei Produktdetektoren verwendet. Diese Produktdetektoren wandeln das modulierte QPSK-Signal in gerade QPSK- und ungerade QPSK-Signale um. Dann werden die Signale durch zwei geleitet Bandpassfilter und zwei Integratoren. Nach der Verarbeitung werden die Signale an das 2-Bit angelegt Parallel-Serien-Wandler , dessen Ausgang das rekonstruierte Signal ist.
Wellenform der Quadratur-Phasenumtastung
Nach der Verarbeitung der geraden und ungeraden QPSK-Signale werden sie auf den Sommer angewendet, in dem die modulierte Ausgabe erhalten wird.
Quadratur-Phasen-Shift-Keying-Wellenform.
Vorteile und Nachteile
- Es bietet eine gute Störfestigkeit.
- Im Vergleich zu BPSK wird die von QPSK verwendete Bandbreite auf die Hälfte reduziert.
- Die Informationsübertragungsrate der Quadratur-Phasenumtastung ist höher, da zwei Bits pro Trägersymbol übertragen werden.
- Die Trägerleistung bleibt konstant, da die Variation der QPSK-Amplitude gering ist.
- Effektive Nutzung der verfügbaren Übertragungsbandbreite.
- Geringe Fehlerwahrscheinlichkeit im Vergleich zu anderen Methoden.
- Der Nachteil von QPSK gegenüber BPSK ist die Schaltungskomplexität.
QPSK wird normalerweise für Anwendungen bevorzugt, bei denen hohe Bitraten und eine schnelle Datenübertragung erforderlich sind. Für die Simulation dieser Methode wird Matlab-Code verwendet. Was nützt der Sommer bei der QPSK-Modulation?
