相位偏移調變
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相位偏移調變,又稱相位移鍵(PSK,Phase Shift Keying)是一種利用相位差異的訊號來傳送資料的調變方式。這種調變方式因此而得名。該傳送訊號必須為正交訊號,其基底更須為單位化訊號。
- 一個訊號所代表的數學公式
一般調變訊號的改變部份可分為振幅A(ASK用)、相位(PSK用)及頻率(FSK用)三種。其中PSK即利用相位差異來產生的調變方式。
- MPSK通用的傳輸符號之公式。
PSK又可稱M-PSK或MPSK,目前有BPSK、QPSK、16PSK、64PSK等等,常用的只有QPSK。而M是代表傳送訊號的符號(symbol)種類。符號越多,傳送的位元數越多,自然在固定時間可傳送越多的資料量(bps)。
- 傳輸量公式。
假設各MPSK皆在同一能量下傳送,PSK會因為符號種類(M)的提昇使位元錯誤率(Bits Error Rate,BER)快速上升。所以在符號數M大於16後都由QAM來執行調變工作。QPSK如果用格雷碼對映的方式,其BER會和BPSK一樣。所以目前常用的只有QPSK。
二位元相位偏移調變(BPSK)
BPSK是PSK系列中最簡單的一種。它是使用兩個相位差180°且正交的訊號表示0及1的資料。它在坐標圖放置的點並無特別設計,兩點皆放在實數軸,分別在0°的點及180°的點。這種系統是在PSK系列中抗雜訊能力(SNR)是最佳的,在傳送過程中即使嚴重失真,在解調時仍可盡量避免錯誤的判斷。然而,由於只能調變1 bit至symbol上,所以不適合用在高带宽資料傳送需求的系統上。
BPSK 的位元錯誤率(BER) 在白色高斯雜訊下表示之公式:
BPSK 的BER和和它的符號錯誤率(SER)是相同的。
四位元相位偏移調變(QPSK)
QPSK,有時也稱作四位元PSK、四相位PSK、4-PSK,在坐標圖上看是圓上四個對稱的點。通過四個相位,QPSK可以編碼2位元符號。圖中采用格雷碼來達到最小位元錯誤率(BER) — 是BPSK的兩倍. 這意味著可以在BPSK系統帶寬不變的情況下增大一倍數據傳送速率或者在BPSK數據傳送速率不變的情況下將所需帶寬減半。