위상 변조를 간략하게 소개

위상은 일반적으로 위상각이라고도 하는 도(각도) 단위의 신호 파형 변화 측정을 나타냅니다.신호 파형이 주기적으로 변할 때 파형 주기는 360°입니다. 함수 y=Acos(ωx+φ)에서 ωx+φ는 위상이라고 합니다. 위상 변이의 실제 목적은 연속 사인파를 선택적으로 위상 변이하여 무선 주파수 캐리어의 디지털 비트 스트림을 변조하는 것입니다. 위상 시프터는 사인파를 일정량 변경하고 위상 검출기는 신호의 위상을 전압으로 변환합니다. 이러한 방식으로 전압은 디지털 비트 스트림으로 변환됩니다. BPSK 및 QPSK는 디지털 무선 통신에서 가장 널리 사용됩니다.그 후, 수신기는 위상 편이에서 비트 스트림을 가져옵니다.

이진 위상 편이 방식(BPSK)

BPSK(때때로 PRK, 위상 반전 키잉 또는 2PSK라고도 함)는 PSK(위상 편이 키잉)의 가장 간단한 형태입니다. 180°로 분리된 2개의 위상을 사용하므로 0-PSK라고도 합니다. 별자리 포인트가 정확히 어디에 위치해 있는지는 특별히 중요하지 않으며, 이 그림에서는 실제 축에 180°와 1°로 표시됩니다. 따라서 복조기가 잘못된 결정에 도달하기 전에 가장 높은 노이즈 레벨 또는 왜곡을 처리합니다. 따라서 모든 PSK 중에서 가장 견고합니다. 그러나 XNUMX비트/심볼(그림 참조)에서만 변조할 수 있으므로 높은 데이터 속도 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.

0°와 180°의 두 가지 위상 편이가 있으며 디지털 비트에는 0과 1의 두 가지 가능성이 있으므로 BPSK는 사인파의 디지털 비트를 변조하는 데 사용할 수 있습니다. 0°의 위상 변이는 0을 나타내고 180°의 위상 변이는 1을 나타냅니다. 이것은 좋은 방법이지만 QPSK가 훨씬 더 좋습니다.

직교 위상 편이 키잉(QPSK)

때때로 이것은 4상 PSK, 4-PSK 또는 4-QAM으로 알려져 있습니다. (QPSK와 XNUMX-QAM의 근본 개념은 다르지만 결과적으로 변조된 전파는 정확히 동일합니다.) QPSK는 원 주위에 등간격으로 배치된 성상도에서 XNUMX개의 점을 사용합니다. XNUMX단계로 QPSK는 BER(비트 오류율)을 최소화하기 위해 그레이 코딩으로 다이어그램에 표시된 대로 심볼당 XNUMX비트를 인코딩할 수 있습니다. 때로는 BPSK의 BER의 두 배 정도로 잘못 인식됩니다.수학적 분석에 따르면 QPSK는 신호의 동일한 대역폭을 유지하면서 BPSK 시스템에 비해 데이터 속도를 두 배로 늘리거나 BPSK의 데이터 속도를 유지하지만 필요한 대역폭을 절반으로 줄이는 데 사용할 수 있습니다. 이 후자의 경우, QPSK의 BER은 BPSK의 BER과 정확히 동일하며 QPSK를 고려하거나 설명할 때 다르게 믿는 것은 일반적인 혼동입니다. 전송된 반송파는 많은 위상 변화를 겪을 수 있습니다.무선 통신 채널이 규정된(최대) 대역폭을 제공하는 연방 통신 위원회와 같은 기관에 의해 할당된다는 점을 감안할 때 BPSK에 비해 QPSK의 이점이 분명해집니다. QPSK는 동일한 BER에서 BPSK에 비해 주어진 대역폭에서 데이터 속도의 두 배를 전송합니다. . 지불되는 엔지니어링 패널티는 QPSK 송신기 및 수신기가 BPSK에 대한 것보다 더 복잡하다는 것입니다. 그러나 현대 전자 기술을 사용하면 비용에 대한 패널티가 매우 적습니다.BPSK와 마찬가지로 수신단에서 위상 모호성 문제가 있으며 차동 인코딩된 QPSK가 실제로 자주 사용됩니다.

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