Home › De meertalige Index van het Archief › Phase-shift het sluiten

Phase-shift het sluiten

Phase-shift het sluiten (PSK) is a digitaal modulatie regeling die vervoert gegevens door te veranderen of, te moduleren, fase van een verwijzing signaal ( draaggolf).

Om het even welke digitale modulatieregeling gebruikt a eindig aantal verschillende signalen om digitale gegevens te vertegenwoordigen. PSK gebruikt een eindig aantal fasen, wees elk een uniek patroon van toe binair beetjes. Gewoonlijk, codeert elke fase een gelijk aantal beetjes. Elk patroon van beetjes vormt symbool dat wordt vertegenwoordigd door de bijzondere fase. demodulator, wat specifiek voor de symbool-reeks ontworpen wordt die door de modulator wordt gebruikt, de fase van het ontvangen signaal bepaalt en het terug naar het symbool in kaart brengt het vertegenwoordigt, waarbij de oorspronkelijke gegevens worden teruggekregen. Dit vereist de ontvanger de fase van het ontvangen signaal bij een verwijzingssignaal kunnen vergelijken - zulk een systeem wordt genoemd coherent (en verwezen naar als CPSK).

Alternatief, in plaats van het gebruiken van de beetjepatronen aan reeks de fase van de golf, het kan in plaats daarvan worden gebruikt aan verandering het door een aangegeven bedrag. De demodulator bepaalt dan veranderingen in de fase van het ontvangen signaal eerder dan de fase zelf. Aangezien deze regeling van het verschil tussen opeenvolgende fasen afhangt, wordt het genoemd het differentiële phase-shift sluiten (DPSK). DPSK kan beduidend eenvoudiger zijn uit te voeren dan gewone PSK aangezien er geen behoefte aan de demodulator is om een exemplaar van het verwijzingssignaal te hebben om de nauwkeurige fase van het ontvangen signaal (het is een incoherente regeling) te bepalen. In uitwisseling, veroorzaakt het meer onjuiste demodulaties. De nauwkeurige vereisten van het bijzondere scenario bepalen in beraad welke regeling wordt gebruikt.

Inleiding

Er zijn drie belangrijke klassen van digitale modulatie technieken die voor transmissie worden gebruikt van digitaal vertegenwoordigde gegevens:

• Het omvang-verschuiving sluiten (VRAAG)
• Het frequentie-verschuiving sluiten (FSK)
• Phase-shift het sluiten (PSK)

Allen vervoeren gegevens door één of ander aspect van een basissignaal te veranderen, draaggolf, (gewoonlijk a sinusoid) in antwoord op een gegevenssignaal. In het geval van PSK, wordt de fase veranderd om het gegevenssignaal te vertegenwoordigen. Er zijn twee fundamentele manieren om de fase van een signaal op deze wijze te gebruiken:

• Door te bekijken fase zelf als het vervoeren van de informatie, waarbij demodulator moet een verwijzingssignaal hebben om te vergelijken de ontvangen fase van het signaal tegen; of
• Door te bekijken verandering in de fase als het vervoeren van informatie - verschil regelingen, wat van welke geen verwijzingsdrager (in zekere mate) vereisen.

Een geschikte manier om Psk- regelingen te vertegenwoordigen is op a constellatie diagram. Dit toont de punten in Het vliegtuig van Argand waar, in deze context, echt en denkbeeldig de assen worden genoemd de in-phase en kwadratuurassen respectievelijk wegens hun scheiding 90°. Zulk een vertegenwoordiging op loodrechte assen leent zich aan ongecompliceerde implementatie. De omvang van elk punt langs de in-phase as wordt gebruikt om een cosinus (of sinus) golf en de omvang langs de kwadratuuras te moduleren om een sinus (of cosinus) golf te moduleren.

In PSK, constellatie punten gekozen gewoonlijk worden geplaatst met eenvormig hoekig het uit elkaar plaatsen rond a cirkel. Dit geeft maximum fase-scheiding tussen aangrenzende punten en zo de beste immuniteit aan corruptie. Zij worden geplaatst op een cirkel zodat zij allen met de zelfde energie kunnen worden overgebracht. Op deze wijze, zullen de modulussen van de complexe aantallen die zij het zelfde zijn en zullen zo zo de omvang nodig voor de cosinus en sinusgolven hebben vertegenwoordigd. Twee gemeenschappelijke voorbeelden zijn het „binaire phase-shift sluiten“ (BPSK) dat twee fasen gebruikt, en „kwadratuurphase-shift het sluiten“ (QPSK) dat vier fasen gebruikt, hoewel om het even welk aantal fasen kan worden gebruikt. Aangezien de te vervoeren gegevens gewoonlijk binair zijn, wordt de Psk- regeling gewoonlijk met het aantal constellatiepunten ontworpen die a zijn macht van 2.

Definities

Voor het bepalen van fout-tarieven mathematisch, zullen sommige definities worden vereist:

• E_B = Energie-perbeetje
• E_s = Energie-per-symbool = kE_B met k beetjes per symbool
• T_B = De duur van het beetje
• T_s = De duur van het symbool
• N₀ / 2 = Lawaai machts spectrale dichtheid (W/Herz)
• P_B = Waarschijnlijkheid van beetje-fout
• P_s = Waarschijnlijkheid van symbool-fout

Q(x) de waarschijnlijkheid zal geven die één enkele steekproef die uit een willekeurig proces met nul-gemiddelde en eenheid-verschil wordt genomen Gaussian functie van de waarschijnlijkheidsdichtheid aan groter of gelijk zal zijn x. Het is een geschraapte vorm van bijkomende Gaussian foutenfunctie:

.

De hier geciteerde fout-tarieven zijn binnen die additief wit Gaussian lawaai (AWGN). Deze foutentarieven zijn lager dan binnen gegevens verwerkt die langzaam verdwijnende kanalen, vandaar, zijn een goede theoretische benchmark om vergelijkbaar te zijn met.

Toepassingen

Ten gevolge van de eenvoud van PSK, in het bijzonder wanneer vergeleken met zijn concurrent de modulatie van de kwadratuuromvang, wordt het wijd gebruikt in bestaande technologieën.

draadloze LAN norm, IEEE 802.11b^[1][2], gebruikt een verscheidenheid van verschillende PSKs afhankelijk van het vereiste gegeven-tarief. Aan het basis-tarief van 1 Mbit/s, het gebruikt DBPSK. Om het uit:breiden-tarief van 2 Mbit/s te verstrekken, wordt DQPSK gebruikt. Bij het bereiken van 5.5 Mbit/s en volledig van 11 Mbit/s, is QPSK aangewend, maar moet worden gekoppeld aan het bijkomende codesluiten. De hoog-snelheids draadloze LAN norm, IEEE 802.11g^[1][3] heeft acht gegevenstarieven: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 en 54 Mbit/s. De 6 en 9 Mbit/s wijzen gebruiken BPSK. De 12 en 18 Mbit/s wijzen gebruiken QPSK. De snelste vier wijzen gebruiken vormen van de modulatie van de kwadratuuromvang.

Wegens zijn eenvoud is BPSK aangewezen voor goedkope passieve zenders, en binnen gebruikt RFID normen zoals ISO 14443 welke voor is goedgekeurd biometrische paspoorten, creditcards zoals American Express ExpressPay, en veel andere toepassingen.

Bluetooth 2 zullen gebruiken π/4- DQPSK aan zijn lager tarief (2 Mbit/s) en 8-DPSK aan zijn hoger tarief (3 Mbit/s) wanneer het verband tussen de twee apparaten voldoende robuust is. Bluetooth 1 moduleert met Gaussian het minimum-verschuiving sluiten, zal een binaire regeling, zodat één van beide modulatiekeus in versie 2 een hoger gegeven-tarief opbrengen. Een gelijkaardige technologie, IEEE 802.15.4 (de draadloze langs gebruikte norm ZigBee) baseert zich ook op PSK. IEEE 802.15.4 staat het gebruik van twee frequentiesbanden toe: 868–915 Mhz gebruikend BPSK en bij 2.4 GHz het gebruiken van OQPSK.

In het bijzonder afwezig van deze diverse regelingen is 8-PSK. Dit is omdat zijn de fout-tarief prestaties dicht bij dat van zijn 16-QAM - het is slechts ongeveer 0.5 dB beter^{[nodig citaat]} - maar zijn gegevenstarief is slechts drie kwart dat van 16-QAM. Aldus wordt 8-PSK vaak weggelaten van normen en, zoals hierboven gezien, neigen de regelingen van QPSK aan 16-QAM „springen“ (8-QAM is mogelijk maar moeilijk uit te voeren).

Het binaire phase-shift sluiten (BPSK)

BPSK is de eenvoudigste vorm van PSK. Het gebruikt twee fasen die door 180° worden gescheiden en zo ook 2-PSK kunnen worden genoemd. Het is niet in het bijzonder precies van belang waar de constellatiepunten wordt geplaatst, en in dit cijfer zij op de echte as, bij 0° en 180° worden getoond. Deze modulatie is het meest robuust van al PSKs aangezien het ernstige vervorming neemt te maken demodulator neem een onjuist besluit. Het kan, echter, slechts bij 1 beetje/symbool (zoals gezien in het cijfer) moduleren en zo is ongeschikt voor hoge gegeven-tarief toepassingen wanneer de bandbreedte wordt beperkt.

het tarief van de beetjefout (BER) van BPSK binnen AWGN kan worden berekend zoals:

Aangezien er zijn beet slechts men per symbool, is dit ook het tarief van de symboolfout.

In aanwezigheid van willekeurige phase-shift die door wordt geïntroduceerda communicatiekanaal, kan de demodulator vertellen niet welk constellatiepunt is welke. Dientengevolge, vaak zijn de gegevens differentially gecodeerd voorafgaand aan modulatie.

Implementatie

Het binaire gegeven wordt vaak vervoerd met de volgende signalen:

voor binair getal „0“

voor binair getal „1“

waar F_c is de frequentie van de drager-golf.

Vandaar, kan de signaal-ruimte door enig worden vertegenwoordigd basis functie

waar 1 langs wordt vertegenwoordigd en 0 worden langs vertegenwoordigd . Deze taak is, natuurlijk willekeurig.

Het gebruik van deze basisfunctie wordt getoond bij eind van de volgende sectie in een diagram van de signaaltiming. Het hoogste signaal toont PSK modulerend een cosinusgolf, en is het signaal dat de modulator BPSK zou veroorzaken. De bitstroom die deze output veroorzaakt wordt getoond boven het signaal (de andere delen van dit cijfer zijn relevant slechts voor QPSK).

Phase-shift van de kwadratuur het sluiten (QPSK)

Soms genoemd geworden quaternair of quadriphase PSK of 4-PSK, equispaced het gebruik QPSK vier punten op het constellatiediagram, rond een cirkel. Met vier fasen, kan QPSK twee beetjes per symbool coderen, dat in het diagram wordt getoond met Grijze codage om BER te minimaliseren - tweemaal het tarief van BPSK. De analyse toont aan dat dit één van beiden kan worden gebruikt om het gegevenstarief te verdubbelen vergeleken bij een systeem BPSK terwijl handhaven bandbreedte van het signaal of om het gegeven-tarief van BPSK te handhaven maar halveer de nodig bandbreedte.

Hoewel QPSK als quaternaire modulatie kan worden bekeken, is het gemakkelijker om het als twee onafhankelijk gemoduleerde kwadratuurdragers te zien. Met deze interpretatie, worden de gelijke (of oneven) beetjes gebruikt om de in-phase component van de drager te moduleren, terwijl de oneven (of zelfs) beetjes worden gebruikt om de kwadratuur-fase component van de drager te moduleren. BPSK wordt gebruikt op beide dragers en zij kunnen onafhankelijk worden gedemoduleerd.

Dientengevolge, is de waarschijnlijkheid van beetje-fout voor QPSK het zelfde als voor BPSK:

Nochtans, om zelfde de beetje-fout waarschijnlijkheid te bereiken zoals BPSK, QPSK tweemaal de macht gebruikt (aangezien twee beetjes gelijktijdig worden overgebracht).

Het tarief van de symboolfout wordt gegeven door:

Als signal-to-noise verhouding is hoog (zoals voor praktische systemen QPSK) noodzakelijk is de waarschijnlijkheid van symboolfout kan worden benaderd:

Zoals met BPSK, zijn er de problemen van de faseambiguïteit bij de ontvanger en differentially gecodeerd QPSK wordt normaler in de praktijk gebruikt.

Implementatie

De implementatie van QPSK is meer algemeen dan dat van BPSK en wijst ook op de implementatie van hoog-orde PSK. Schrijvend de symbolen in het constellatiediagram in termen van de sinus en cosinusgolven die worden gebruikt om hen over te brengen:

Dit brengt de vier fasen op π/4, 3π/4, 5π/4 en 7π/4 zoals nodig.

Dit resulteert in een tweedimensionale signaalruimte met eenheid basis functies

De eerste basisfunctie wordt gebruikt als in-phase component van het signaal en de tweede als kwadratuurcomponent van het signaal.

Vandaar, bestaat de signaalconstellatie uit signaal-ruimte 4 punten

De factoren van 1 / 2 wijs erop dat de totale macht tussen de twee dragers eveneens verdeeld is.

Het vergelijken van deze basisfuncties met dat voor BPSK toont duidelijk hoe QPSK als twee onafhankelijke signalen kan worden bekeken BPSK. Merk op dat de signaal-ruimte punten voor BPSK niet te hoeven om de symbool (beetje) energie over de twee dragers in de regeling te verdelen die in het BPSK constellatiediagram wordt getoond.

De systemen QPSK kunnen op een aantal manieren worden uitgevoerd. Een illustratie van de belangrijkste componenten van de zender en ontvangersstructuur wordt hieronder getoond.

Signaal QPSK in het tijddomein

De binaire gegevens die door deze golfvorm worden vervoerd zijn: 1 1 0 0 0 1 1 0.

• De oneven hier benadrukte beetjes, dragen tot de in-phase component bij: 1 1 0 0 0 1 1 0
• De gelijke hier benadrukte beetjes, dragen tot de kwadratuur-fase component bij: 1 1 0 0 0 1 1 0

Compensatie QPSK (OQPSK)

De kwadratuurphase-shift van de compensatie het sluiten (OQPSK) is een variant van phase-shift het sluitenmodulatie die 4 verschillende waarden van de over te brengen fase gebruikt. Het wordt soms geroepen Het gewankelde kwadratuurphase-shift sluiten (SQPSK).

Het nemen van vier waarden van de fase (twee beetjes) tegelijkertijd een symbool kan construeren QPSK de fase van het signaal toestaan om langs te springen zo zoals veel 180° tegelijkertijd. Wanneer het gefiltreerde signaal is low-pass (zoals in een zender) typisch is, deze resulteren phase-shifts in grote omvangschommelingen, een ongewenste kwaliteit in communicatie systemen. Door het compenseren van de timing van oneven en zelfs de beetjes door één beetje-periode, of de helft van een symbool-periode, zullen de in-phase en kwadratuurcomponenten nooit tezelfdertijd veranderen. In het constellatiediagram dat op het recht wordt getoond, kan men zien dat dit niet meer dan phase-shift tot 90° tegelijkertijd zal beperken. Dit brengt veel lagere omvangschommelingen op dan gecompenseerde QPSK en heeft soms in de praktijk de voorkeur.

Het beeld op het recht toont het verschil in het gedrag van de fase tussen gewone QPSK en OQPSK. Men kan zien dat in het eerste perceel de fase door 180° kan meteen veranderen, terwijl in OQPSK de veranderingen nooit groter zijn dan 90°.

Het gemoduleerde signaal wordt getoond hieronder voor een kort segment van een willekeurige binaire gegeven-stroom. Neem nota van de halve symbool-periode die tussen de twee componentengolven wordt gecompenseerd. Plotselinge phase-shifts komen ongeveer tweemaal zo vaak zoals voor QPSK (sinds de signalen niet meer verandering samen) voor, maar zij zijn minder streng. Met andere woorden, is de omvang sprongen kleiner in OQPSK wanneer vergeleken bij QPSK.

π/4 - QPSK

Deze definitieve variant van QPSK gebruikt twee identieke constellaties die door 45° worden geroteerd (π/4 radianten, vandaar de naam) met betrekking tot elkaar. Gewoonlijk, of de gelijke of oneven gegevensbeetjes worden gebruikt om punten van één van de constellaties te selecteren en de andere beetjes selecteren punten van de andere constellatie. Dit vermindert ook phase-shifts van een maximum van 180°, maar slechts aan een maximum van 135° en zo de omvangschommelingen van π/4- QPSK is tussen OQPSK en niet-compensatie QPSK.

Één bezit deze modulatieregeling bezit is dat als het gemoduleerde signaal in het complexe domein wordt vertegenwoordigd, het geen wegen door de oorsprong heeft. Met andere woorden, gaat het signaal niet door de oorsprong over. Dit vermindert de dynamische waaier van schommelingen in het signaal dat wanneer techniek communicatie signalen wenselijk is.

Enerzijds, π/4- QPSK leent zich aan gemakkelijke demodulatie en voor gebruik, bijvoorbeeld binnen goedgekeurd, TDMA cellulaire telefoon systemen.

Het gemoduleerde signaal wordt getoond hieronder voor een kort segment van een willekeurige binaire gegeven-stroom. De bouw is het zelfde als hierboven voor gewone QPSK. De opeenvolgende symbolen worden uit de twee constellaties genomen die in het diagram worden getoond. Aldus, wordt het eerste symbool (1 1) genomen uit de „blauwe“ constellatie en het tweede symbool (0 0) wordt genomen uit de „groene“ constellatie. Merk op dat de omvang twee componentengolven verandert aangezien zij tussen constellaties schakelen, maar de omvang van het totale signaal blijft constant. Phase-shifts zijn tussen die van de twee vorige timing-diagrammen.

SOQPSK

Vergunning-vrij vormen-compensatie QPSK (SOQPSK) is interoperabel met feher-Gepatenteerde QPSK (FQPSK), in de betekenis die integreren-en-stortplaats compenseerde veroorzaakt de detector QPSK de zelfde output geen kwestie die het soort zender wordt gebruikt[1].

Deze modulaties geven zorgvuldig de golfvormen van I en van Q gestalte dusdanig dat zij, en de constant-omvang van signaalverblijven zelfs tijdens signaalovergangen zeer regelmatig veranderen. (Eerder dan het reizen onmiddellijk van één symbool naar een andere, of zelfs lineair, reist het regelmatig rond de constant-omvangcirkel van één symbool naar volgende).

De standaardbeschrijving van soqpsk-TG impliceert ternaire symbolen.

Hoog-orde PSK

Om het even welk aantal fasen kan worden gebruikt om een constellatie te construeren PSK maar 8-PSK is gewoonlijk de hoogste opgestelde ordePSK constellatie. Met meer dan 8 fasen, wordt het fout-tarief te hoog en er zijn beter, niettemin complexer, modulaties beschikbaar zoals de modulatie van de kwadratuuromvang (QAM). Hoewel om het even welk aantal fasen kan worden gebruikt, betekent het feit dat de constellatie binaire gegevens moet gewoonlijk behandelen dat het aantal symbolen gewoonlijk een macht van 2 is - dit staat een gelijk aantal beetje-per-symbool toe.

Voor algemeen M- PSK is er geen eenvoudige uitdrukking voor de symbool-fout waarschijnlijkheid als M > 4. Jammer genoeg, kan het slechts worden verkregen uit:

waar

,

,

,

en

en zijn gezamenlijk-Gaussian willekeurige variabelen.

Dit kan voor hoogte worden benaderd M en hoog E_B / N₀ door:

.

De beetje-fout waarschijnlijkheid voor M- PSK kan slechts precies worden bepaald zodra de beetje-afbeelding wordt gekend. Nochtans, wanneer Grijze codage wordt gebruikt, veroorzaakt de waarschijnlijkste fout van één symbool aan volgende slechts één enkele beetje-fout en

.

De grafiek op de linkerzijde vergelijkt de beetje-fout tarieven van BPSK, QPSK (die het zelfde zijn, zoals hierboven genoteerd), 8-PSK en 16-PSK. Men ziet dat de hoog-ordemodulaties hogere fout-tarieven tentoonstellen; in uitwisseling nochtans leveren zij een hoger ruw gegeven-tarief.

De grenzen op de foutentarieven diverse digitale modulatieregelingen kunnen met toepassing van worden gegevens verwerkt verbindende unie aan de signaalconstellatie.

Het differentiële coderen

Zoals vermeld voor BPSK en QPSK is er een ambiguïteit van fase als de constellatie door één of ander effect in wordt geroteerd communicatiekanaal de signaalpassen door. Deze moeilijkheid kan worden overwonnen door de gegevens aan te gebruiken verandering eerder dan reeks de fase.

Bijvoorbeeld, in differentially-gecodeerde BPSK kan een binair getal „1“ worden overgebracht door 180° aan huidige fase en een binair getal „0“ toe te voegen door 0° aan de huidige fase toe te voegen. In differentially-gecodeerde QPSK, zijn phase-shifts 0°, 90°, 180°, -90° die aan gegevens „00“ beantwoordt, „01“, „11“, „10“. Dit soort het coderen kan worden gedemoduleerd op dezelfde manier als voor niet-differentiële PSK maar de fase kunnen de ambiguïteiten worden genegeerd. Aldus, wordt elk ontvangen symbool gedemoduleerd aan één van M punten in de constellatie en a comparateur dan verwerkt het verschil in fase tussen dit ontvangen signaal en voorafgaande gegevens. Het verschil codeert de gegevens zoals hierboven beschreven.

Het gemoduleerde signaal wordt getoond hieronder voor zowel DBPSK als DQPSK zoals hierboven beschreven. Men veronderstelt dat signaal begin met nul fase, en zo er is een faseverschuiving in beide signalen bij t = 0.

De analyse toont aan dat het differentiële coderen ongeveer het foutentarief verdubbelt in vergelijking met gewone M- PSK maar dit kan door slechts een kleine verhoging van worden overwonnen E_B / N₀. Voorts zijn deze analyse (en grafische resultaten hieronder) gebaseerd op een systeem waarin de enige corruptie bijkomend wit Gaussian lawaai is. Nochtans, zal er ook een fysiek kanaal tussen de zender en de ontvanger in het communicatie systeem zijn. Dit kanaal, zal in het algemeen, onbekende phase-shift aan het signaal PSK introduceren; in deze gevallen kunnen de differentiële regelingen a opbrengen beter fout-tarief dan de gewone regelingen die zich op nauwkeurige faseinformatie baseren.

Voorbeeld: Differentially-gecodeerde BPSK

Bij k^Th tijdsinterval vraag het te moduleren beetje B_k, het differentially-gecodeerde beetje e_k en het resulterende gemoduleerde signaal m_k(t). Veronderstel dat het constellatiediagram de symbolen bij ±1 (wat BPSK is) plaatst. De differentiële codeur produceert:

waar wijst op binair of modulo-2 toevoeging.

Zo e_k slechts verklaren de veranderingen (van binair getal „0“ aan binair getal „1“ of van binair getal „1“ aan binair getal „0“) als B_k is een binair getal „1“. Anders blijft het in zijn vorige staat. Dit is de bovengenoemde beschrijving van differentially-gecodeerde BPSK.

Het ontvangen signaal wordt gedemoduleerd om op te brengen e_k = ±1 en keert de differentiële decoder dan de het coderen procedure om en produceert:

aangezien de binaire aftrekking het zelfde als binaire toevoeging is.

Daarom B_k = 1 als e_k en e_{k − 1} verschil en B_k = 0 als zij het zelfde zijn. Vandaar, als allebei e_k en e_{k − 1} zijn omgekeerd, B_k nog correct zal gedecodeerd worden. Aldus, is de 180° faseambiguïteit niet van belang.

De differentiële regelingen voor andere modulaties PSK kunnen volgens gelijkaardige lijnen worden bedacht. De golfvormen voor DPSK zijn het zelfde als voor differentially-gecodeerde bovengenoemde PSK aangezien de enige verandering tussen de twee regelingen bij de ontvanger is.

De BER kromme dit bijvoorbeeld wordt vergeleken bij gewone BPSK op het recht. Zoals hierboven vermeld, terwijl het fout-tarief ongeveer verdubbeld is, de binnen nodig verhoging E_B / N₀ dit overwinnen is klein. De prestatiesdegradatie is een resultaat van incoherente transmissie - in dit geval verwijst het naar het feit dat het volgen van de fase volledig wordt genegeerd.

Het differentiële phase-shift sluiten (DPSK)

Voor een signaal dat differentially is gecodeerd, is er een duidelijke alternatieve methode van demodulatie. In plaats van het demoduleren als gebruikelijke en negerende drager-fase ambiguïteit, wordt de fase tussen twee opeenvolgende ontvangen symbolen vergeleken en gebruikt om te bepalen wat de gegevens moeten geweest zijn. Wanneer het differentiële coderen op deze wijze wordt gebruikt, is de regeling genoemd geworden differentieel phase-shift sluiten (DPSK). Merk op dat dit van enkel differentially-gecodeerde PSK subtiel verschillend is aangezien, op ontvangst, de ontvangen symbolen zijn niet gedecodeerd één-door- aan constellatie richt elkaar maar in plaats daarvan rechtstreeks vergeleken bij.

Oproepen het ontvangen symbool in k^Th tijdsinterval r_k en laat het fase hebben φ_k. Veronderstel zonder verlies van algemeenheid dat de fase van de draaggolf nul is. Duid de Awgn- termijn aan zoals n_k. Dan

.

De besluitvariabele voor k − 1^Th symbool en k^Th het symbool is het faseverschil tussen r_k en r_{k − 1}. Namelijk als r_k wordt ontworpen op r_{k − 1}, wordt het besluit genomen betreffende de fase van het resulterende complexe aantal:

waar het superscript * aanduidt complexe vervoeging. Bij gebrek aan lawaai, is de fase van dit θ_k − θ_{k − 1}, phase-shift tussen de twee ontvangen signalen die kunnen worden gebruikt om de overgebrachte gegevens te bepalen.

De waarschijnlijkheid van fout voor DPSK is moeilijk in het algemeen, te berekenen maar in het geval van DBPSK is het:

welke, wanneer numeriek geëvalueerd, lichtjes slechts slechter is dan gewone BPSK, in het bijzonder bij hoger E_B / N₀ waarden.

Het gebruiken van DPSK vermijdt de behoefte aan misschien complexe drager-terugwinning regelingen om een nauwkeurige faseraming te maken en kan een aantrekkelijk alternatief zijn aan gewone PSK.

In optische mededelingen, kunnen de gegevens op de fase van a worden gemoduleerd laser op een differentiële manier. De modulatie is een laser die a uitzendt ononderbroken golf, en een modulator mach-Zehnder die elektro binaire gegevens ontvangt. Voor het geval van BPSK bijvoorbeeld, brengt de laser het gebied onveranderd voor binair getal „1“, en met omgekeerde polariteit voor „0 over“. De demodulator bestaat uit a de interferometer van de vertragingslijn welke vertragingen men beet, zodat kunnen twee beetjes in één keer worden vergeleken. In verdere verwerking, a foto diode wordt gebruikt om om te zetten optisch gebied in een elektrische stroom, zodat de informatie is veranderd terug in zijn originele staat.

Worden de beetje-fout tarieven van DBPSK en DQPSK vergeleken bij hun niet-differentiële tegenhangers in de grafiek aan het recht. Het verlies voor het gebruiken van DBPSK is klein genoeg in vergelijking met de ingewikkeldheidsvermindering dat het vaak in communicatie systemen wordt gebruikt die anders BPSK zouden gebruiken. Voor DQPSK niettemin, is het verlies in prestaties in vergelijking met gewone QPSK groter en de systeemontwerper moet dit tegen de vermindering van ingewikkeldheid in evenwicht brengen.

De capaciteit van het kanaal

Als alle de modulatieregelingen van Mary met M = 2^B symbolen, wanneer bepaalde exclusieve toegang tot een vaste bandbreedte, de kanaalcapaciteit om het even welke van de het sluitenmodulatie van de faseverschuiving de regelingsstijgingen aan een maximum van B bits/s als verhogingen SNR.

Zie ook

• Differentiële codage
• Modulatie - voor een overzicht van alle modulatieregelingen
• De modulatie van de fase (PM) - het analogon gelijkwaardig van PSK
• PSK31
• PSK63

Nota's

Verwijzingen

De aantekening en de theoretische resultaten in dit artikel zijn gebaseerd op materiaal dat in de volgende bronnen wordt voorgesteld:

• Proakis, John G. (1995). Digitale Mededelingen. Singapore: De Heuvel van McGraw. ISBN 0-07-113814-5. 
• Laag, Leon W. III (1997). Digitale en Analoge Mededelingen. De hogere Rivier van het Zadel, NJ: Prentice-zaal. ISBN 0-13-081223-4. 
• Haykin, Simon (1988). Digitale Mededelingen. Toronto, Canada: John Wiley & Zonen. ISBN 0-471-62947-2.