Diversen

Wat is PSK, Phase Shift Keying

Wat is PSK, Phase Shift Keying


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Phase shift keying, PSK, wordt tegenwoordig veel gebruikt in een hele reeks radiocommunicatiesystemen. Het is bijzonder goed geschikt voor het groeiende gebied van datacommunicatie. PSK, phase shift keying maakt het mogelijk gegevens op een efficiëntere manier over te dragen op een radiocommunicatiesignaal dan Frequency Shift Keying, FSK en sommige andere vormen van modulatie.

Nu meer vormen van communicatie worden overgedragen van analoge formaten naar digitale formaten, wordt datacommunicatie steeds belangrijker, en daarmee ook de verschillende vormen van modulatie die kunnen worden gebruikt om gegevens over te dragen.

Er zijn verschillende soorten faseverschuivingssleutels, PSK, die beschikbaar zijn voor gebruik. Elk formulier heeft zijn eigen voor- en nadelen, en voor elk ontworpen radiocommunicatiesysteem moet een keuze worden gemaakt van het optimale formaat. Om de juiste keuze te kunnen maken is het nodig kennis en begrip te hebben van de manier waarop PSK werkt.

Phase Shift Keying, PSK, basics

Zoals elke vorm van shift-keying, zijn er gedefinieerde toestanden of punten die worden gebruikt voor het signaleren van de databits. De basisvorm van binaire faseverschuivingssleuteling staat bekend als binaire faseverschuivingssleuteling (BPSK) of wordt af en toe Phase Reversal Keying (PRK) genoemd. Een digitaal signaal dat wisselt tussen +1 en -1 (of 1 en 0) zal fase-omkeringen creëren, d.w.z. 180 graden faseverschuivingen naarmate de gegevens verschuiven.

Het probleem met faseverschuivingssleutel is dat de ontvanger de exacte fase van het verzonden signaal niet kan weten om te bepalen of het zich in een markerings- of spatiesituatie bevindt. Dit zou zelfs niet mogelijk zijn als de zender- en ontvangerklokken nauwkeurig zouden zijn gekoppeld, omdat de padlengte de exacte fase van het ontvangen signaal zou bepalen. Om dit probleem op te lossen gebruiken PSK-systemen een differentiële methode voor het coderen van de gegevens op de drager. Dit wordt bijvoorbeeld bereikt door een faseverandering gelijk aan één te maken en geen faseverandering gelijk aan nul. Verdere verbeteringen kunnen worden aangebracht in dit basissysteem en er zijn een aantal andere typen faseverschuivingssleuteling ontwikkeld. Een eenvoudige verbetering kan worden aangebracht door een faseverandering aan te brengen met 90 graden in de ene richting voor een en 90 graden de andere kant voor een nul. Dit behoudt de 180 graden fase-omkering tussen één en nultoestanden, maar geeft een duidelijke verandering voor een nul. In een basissysteem dat dit proces niet gebruikt, kan het mogelijk zijn de synchronisatie te verliezen als er een lange reeks nullen wordt verzonden. Dit komt doordat de fase bij dit voorval niet van status verandert.

Er zijn veel variaties op het basisidee van phase shift keying. Elk heeft zijn eigen voor- en nadelen, waardoor systeemontwerpers het meest toepasselijke kunnen kiezen voor alle gegeven omstandigheden. Andere veel voorkomende vormen zijn onder meer QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) waarbij vier fasetoestanden worden gebruikt, elk op 90 graden ten opzichte van de andere, 8-PSK waar er acht toestanden zijn, enzovoort.


PSK-constellatiediagrammen

Het is vaak handig om een ​​signaal met faseverschuiving en soms andere typen signalen weer te geven met behulp van een faseverschuiving of een constellatiediagram. Met behulp van dit schema wordt de fase van het signaal weergegeven door de hoek rond de cirkel en de amplitude door de afstand tot de oorsprong of het middelpunt van de cirkel. Op deze manier kan het signaal worden opgelost in kwadratuurcomponenten die de sinus of I voor de in-fasecomponent en de cosinus voor de kwadratuurcomponent vertegenwoordigen. De meeste systemen met faseverschuiving gebruiken een constante amplitude en daarom verschijnen punten op één cirkel met een constante amplitude en worden de toestandsveranderingen weergegeven door beweging rond de cirkel. Voor binaire shift-keying met fase-omkeringen verschijnen de twee punten op tegenovergestelde punten op de cirkel. Andere vormen van faseverschuivings-keying kunnen verschillende punten op de cirkel gebruiken en er zullen meer punten op de cirkel zijn.

Bij het uitzetten met testapparatuur kunnen fouten worden gezien vanaf de ideale posities op het fasediagram. Deze fouten kunnen optreden als gevolg van onnauwkeurigheden in de modulator en zend- en ontvangstapparatuur, of als ruis die het systeem binnenkomt. Het kan worden voorgesteld dat als de positie van de werkelijke meting vergeleken met de ideale positie te groot wordt, er datafouten zullen optreden omdat de ontvangende demodulator de beoogde positie van het punt rond de cirkel niet correct kan detecteren.

Door gebruik te maken van een constellatieweergave van het signaal, kunnen storingen in een systeem snel worden opgespoord. Als het probleem verband houdt met fase, zal de constellatie zich over de cirkel verspreiden. Als het probleem verband houdt met de grootte, zal het sterrenbeeld zich van de cirkel verspreiden, naar of van de oorsprong af. Deze grafische technieken helpen bij het veel sneller isoleren van problemen dan bij het gebruik van andere technieken.

QPSK wordt gebruikt voor de voorwaartse verbinding van het basisstation naar de mobiele telefoon in het IS-95 cellulaire systeem en gebruikt de absolute fasepositie om de symbolen weer te geven. Er zijn vier fasebeslissingspunten en bij de overgang van de ene toestand naar de andere is het mogelijk om door de oorsprong van de cirkel te gaan, wat de minimale omvang aangeeft.

Op de reverse link van mobiel naar basisstation wordt O-QPSK gebruikt om overgangen via de oorsprong te voorkomen. Beschouw de componenten waaruit een bepaalde vector op het constellatiediagram bestaat als X- en Y-componenten. Normaal gesproken zouden beide componenten gelijktijdig overgaan, waardoor de vector door de oorsprong beweegt. In O-QPSK is één component vertraagd, dus de vector zal eerst naar beneden en dan weer overgaan, waardoor beweging door de oorsprong wordt vermeden en het ontwerp van de radio wordt vereenvoudigd. Een constellatiediagram toont de nauwkeurigheid van de modulatie.

Vormen van faseverschuivingssleuteling

Hoewel fasemodulatie wordt gebruikt voor sommige analoge transmissies, wordt het veel breder gebruikt als een digitale vorm van modulatie waarbij het schakelt tussen verschillende fasen. Dit staat bekend als phase shift keying, PSK, en er zijn veel smaken hiervan. Het is zelfs mogelijk om faseverschuivings-keying en amplitude-keying te combineren in een vorm van modulatie die bekend staat als kwadratuuramplitudemodulatie, QAM.

De onderstaande lijst geeft enkele van de meest gebruikte vormen van faseverschuivingssleutels, PSK en gerelateerde vormen van modulatie die worden gebruikt:

  • PSK - Phase Shift Keying
  • BPSK - Binaire Phase Shift Keying
  • QPSK - Kwadratuur Phase Shift Keying
  • O-QPSK - Offset Quadrature Phase Shift Keying
  • 8 PSK - 8-punts Phase Shift Keying
  • 16 PSK - 16-punts Phase Shift Keying

Dit zijn slechts enkele van de belangrijkste vormen van faseverschuivingssleuteling, PSK, die tegenwoordig veel worden gebruikt in radiocommunicatietoepassingen. Elke vorm van phase shift keying heeft zijn eigen voor- en nadelen. In het algemeen maken de modulatievormen van hogere orde het mogelijk dat hogere gegevenssnelheden worden overgedragen binnen een gegeven bandbreedte. Het nadeel is echter dat de hogere datasnelheden een betere signaal-ruisverhouding vereisen voordat de foutpercentages beginnen te stijgen en dit compenseert eventuele verbeteringen in de prestaties van de datasnelheid. Met het oog op deze balans zijn veel radiocommunicatiesystemen in staat om dynamisch de modulatievorm te kiezen, afhankelijk van de heersende omstandigheden en vereisten.


Bekijk de video: Phase Shift Keying ModulationPSK Modulation Digital Modulation Techniques HD (Mei 2022).