Fasetastning

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 31. juli 2018; checks kræver 9 redigeringer .

Phase shift keying (PSK) er en af de typer fasemodulation , hvor fasen af bærebølgen ændrer sig brat afhængigt af informationsmeddelelsen.

Beskrivelse

Det faseskiftede signal har følgende form:

s_{m}(t)=g(t)\cos[2\pi f_{c}t+\varphi _{m}(t)],

hvor definerer signalomhylningen; er det modulerende signal. kan tage diskrete værdier. - Bærefrekvens ; - tid. $g(t)$ $\varphi _{m}(t)$ $\varphi _{m}(t)$ $M$ $f_{c}$ $t$

Hvis , så kaldes faseforskydningstastning binær faseforskydningsnøgle (BPSK, B-Binær - 1 bit pr. 1 faseændring), hvis - kvadraturfaseskiftnøgling (QPSK, Q-Quadro - 2 bit pr. 1 faseændring), (8 -PSK - 3 bit pr. 1 faseændring), osv. Antallet af bits , der transmitteres af et fasespring, er således den effekt, som to hæves til, når der bestemmes antallet af faser, der kræves for at transmittere et -ordinært binært tal. $M=2$ $M=4$ $M=8$ $n$ $n$

Det faseforskydningsnøglesignal kan betragtes som en lineær kombination af to ortonormale signaler og [1] : $sidde)$ $y_1$ $y_2$

S_{m}(t)=S_{1}Y_{1}+S_{2}Y_{2},

hvor

Y_{1}(t)={\sqrt {{\frac {2}{E_{g))))}S_{1}(t)\cos[2\pi f_{c}t],

Y_{2}(t)=-{\sqrt {{\frac {2}{E_{g))))}S_{2}(t)\sin[2\pi f_{c}t].

Signalet kan således betragtes som en todimensionel vektor med koordinater . Hvis værdierne er plottet langs den vandrette akse, og værdierne langs den lodrette akse, så vil punkterne med koordinater og danne de rumlige diagrammer vist i figurerne. $S_{m}(t)$ $[S_{1}(m,\;M);\;\;S_{2}(m,\;M)]$ $S_{1}(m,\;M)$ $S_{2}(m,\;M)$ $S_{1}(m,\;M)$ $S_{2}(m,\;M)$

Binær Phase Shift Keying (BPSK)
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
Octal Phase Shift Keying (8-PSK)

Binær faseskift-tastning

Binær faseforskydningsnøgle ( BPSK ) er den enkleste form for faseforskydningstastning . Operationen af det binære PSK-kredsløb er at skifte fasen af bærebølgen med en af to værdier, nul eller (180°). Binær faseforskydningsnøgle kan også betragtes som et særligt tilfælde af kvadraturskiftnøgle (QAM-2). $\pi$

Sammenhængende detektion

Denne modulation er den mest støjbestandige af alle typer PSK, det vil sige, når du bruger binær PSK, er sandsynligheden for en fejl ved modtagelse af data den mindste (Umiddelbart efter Manchester-2-koden). Hvert symbol bærer dog kun 1 bit information, hvilket fører til den laveste informationsoverførselshastighed i denne moduleringsmetode .

Bitfejlssandsynligheden ( BER — Bit Error Rate ) for binær PSK i en kanal med additiv hvid Gaussisk støj (AWGN) kan beregnes med formlen:

P_{b}=Q\venstre({\sqrt {{\frac {2E_{b}}{N_{0}}}}}\højre),

hvor

Q(x)={\frac {1}{{\sqrt {2\pi ))))\int \limits _{x}^{\infty }e^{{-{\frac {t^{2} }{2}}}}\,dt.

Da der er 1 bit pr. symbol, beregnes fejlsandsynligheden pr. symbol ved hjælp af den samme formel.

I nærvær af en vilkårlig faseændring introduceret af kommunikationskanalen, er demodulatoren ude af stand til at bestemme, hvilket konstellationspunkt der svarer til 1 s og 0 s. Som et resultat bliver data ofte differentielt kodet før modulering.

Usammenhængende detektion

I tilfælde af ikke-kohærent detektion anvendes differentiel binær faseforskydningsnøgle.

Implementering

Binære data transmitteres ofte med følgende signaler:

s_{0}(t)={\sqrt {{\frac {2E_{b}}{T_{b}}}}}\cos(2\pi f_{c}t)

for binær "0";

s_{1}(t)={\sqrt {{\frac {2E_{b}}{T_{b}}}}}\cos(2\pi f_{c}t+\pi )=-{\sqrt { {\frac {2E_{b}}{T_{b}}}}}\cos(2\pi f_{c}t)

for binær "1",

hvor er frekvensen af bærebølgen. $f_{c}$

Kvadratur faseskift-tastning

Kvadraturfaseskiftnøgle ( QPSK — kvadraturfaseforskydningsnøgle eller 4-PSK) bruger en konstellation af fire punkter placeret med lige store afstande på en cirkel. Ved at bruge 4 faser har QPSK to bits pr. symbol, som vist på figuren. Analysen viser, at hastigheden kan fordobles i forhold til BPSK med samme signalbåndbredde, eller det giver dig mulighed for at lade hastigheden være den samme, men reducere båndbredden til det halve.

Selvom QPSK kan opfattes som kvadraturnøgle (QAM-4), er det nogle gange lettere at tænke på det som to uafhængige modulerede bærebølger, der er forskudt med 90°. Med denne tilgang bruges lige (ulige) bits til at modulere i-fase-komponenten , og ulige (lige) bits bruges til at modulere kvadraturkomponenten af bærebølgen . Da BPSK bruges til begge bærerkomponenter, kan de demoduleres uafhængigt. $jeg$ $Q$

Sammenhængende detektion

Med kohærent detektion er bitfejlssandsynligheden for QPSK den samme som for BPSK:

P_{b}=Q\venstre({\sqrt {{\frac {2E_{b}}{N_{0}}}}}\højre).

Men da der er to bits i symbolet, stiger værdien af symbolfejlen:

P_{s}=1-(1-P_{b})^{2}=2Q\venstre({\sqrt ({\frac {E_{s}}{N_{0}}}}}\right)- Q^{2}\venstre({\sqrt {{\frac {E_{s}}{N_{0}}}}}\højre).

Med et højt signal-til-støj-forhold (dette er nødvendigt for rigtige QPSK-systemer) kan sandsynligheden for en symbolfejl estimeres omtrent ved følgende formel:

P_{s}\ca. 2Q\venstre({\sqrt {{\frac {E_{s}}{N_{0}}}}}\højre).

Usammenhængende detektion

Som med BPSK er der et problem med initial faseusikkerhed hos modtageren. Ved ikke-kohærent detektion bruges QPSK med differentiel kodning derfor oftere i praksis.

Forskellen mellem QPSK og de første typer af modulering ( AMn , FSK ) er, at tætheden af den transmitterede information i forhold til kanalens frekvensbredde (pr. symbol, pr. hertz ) er højere end én.

For eksempel i AMn er tætheden meget mindre end enhed (0,1-0,001 bit / Hz ) - dette skyldes behovet for at akkumulere energi i filtre i de første lavfølsomme modtagere. I FSK nærmer denne indikator sig enhed (0,1-1) bit/symbol (bit/ Hz ). For eksempel i GMSK brugt i GSM er informationstætheden 1.

Denne type modulering bruges for eksempel i CDMA2000 1X EV-DO cellulær standard .

π/4-QPSK

Her er to separate konstellationer ved hjælp af grå kodning, som er roteret 45° i forhold til hinanden. Normalt bruges lige og ulige bits til at bestemme punkterne for den tilsvarende konstellation. Dette reducerer det maksimale fasespring fra 180° til 135°.

På den anden side resulterer brugen af π/4-QPSK i simpel demodulation, og det bruges derfor i cellulære tidsdelingskommunikationssystemer.

FSK af højere ordrer

FSK med en ordre større end 8 bruges sjældent. Den vigtigste hæmmende faktor for yderligere at øge informationskapaciteten af en signalpakke er reduktionen i signalstøjimmunitet. Hvis faseafstanden mellem tilstødende symboler falder, kan der skabes en fejl ved mindre kraftig interferens.

Differential PSK

Ved implementering af PSK kan problemet med konstellationsrotation forekomme, for eksempel ved kontinuerlig transmission uden synkronisering. For at løse et sådant problem kan der bruges kodning baseret ikke på fasens position, men på dens ændring.

Især for DBPSK ændres fasen med 180° for en "1"-transmission og forbliver uændret for en "0"-transmission.

Se også

Noter

↑ Prokis J. Digital kommunikation. — Trans. fra engelsk. // Red. D. D. Klovsky. - M .: Radio og kommunikation, 2000. - 800 s. - side 151.

Litteratur

Prokis, J. Digital kommunikation = Digital kommunikation / Klovsky D. D. - M . : Radio og kommunikation, 2000. - 800 s. — ISBN 5-256-01434-X .
Sklyar, Bernard. Digital kommunikation. Teoretisk grundlag og praktisk anvendelse = Digital kommunikation: Fundamentals og anvendelser. - 2. udg. - M . : "Williams" , 2007. - S. 1104. - ISBN 0-13-084788-7 .
Feer K. Trådløs digital kommunikation. Modulation og Spread Spectrum Methods = Wireless Digital Communications: Modulation and Spread Spectrum Applications. - M . : Radio og kommunikation, 2000. - 552 s. — ISBN 5-256-01444-7 .

Links

amatør radio

Aktivitet

radiosport

Discipliner	All-around MR-2 MP-3 overalt MP-4 overalt Radiokommunikation på HF Radiokommunikation på VHF SRT
Mestre i sport	USSR HMS Rusland HMS MSMK Ukraine HMS

Forskrifter

Organisationer

IARU
ITU
- ITU-T
- ITU-R
- ITU-D
MSR
DOSAAF
Roskomnadzor
Unionen af radioamatører i Rusland
- Saratov
FSUE "GRCHTS"

Kommunikationstilstande

Telefon	ER DSB-SC SSB FM OM EFTERMIDDAGEN
TV	SSTV
Data / Telegraf	AMPRNet APRS AX.25 CW D-STAR FRN FSK MFSK OFDM PACTOR Winmor PSK PSK31 PSKmail LEDNINGER Spredt spektrum ekkolink

Teknologi

kultur

Litteratur	Brochurer Hjælp til en radioamatør Magasiner QST Radio Bøger Masseradiobibliotek Ung radioamatør
Film	Hvis verdens drenge... Over os ses Sydkorset