直交位相偏移変調:波形とその利点

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通信システムにおいて、変調は、メッセージ信号に応じてキャリア信号の特性を変化させる方法です。二つあります 変調の種類 ベースバンド信号のタイプに基づく方法。それらはアナログ変調とデジタル変調です。デジタル変調では、ベースバンド信号は0と1の形式のデジタルデータです。位相偏移変調は、ベースバンド信号に応じて搬送波の位相を変更するデジタル変調方式です。位相偏移変調方式には、バイナリ位相偏移変調と直交位相偏移変調の2種類があります。

直交位相偏移変調とは何ですか?

直交位相偏移変調は、デジタル変調方式です。この方法では、デジタルベースバンド信号に応じてキャリア波形の位相を変化させます。キャリアの位相は、入力ロジックが1の場合は同じままですが、ロジックが0の場合は位相シフトします。直交位相シフトキーイングでは、1ビットのみのバイナリ位相シフトキーイングとは異なり、2つの情報ビットが同時に変調されます。シンボルごとに渡されます。ここでは、2ビット(00、01、10、11)の4つの可能な組み合わせに対して、位相差が±90°の4つのキャリア位相オフセットがあります。この変調のシンボル持続時間は、ビット持続時間の2倍です。




回路図

QPSKは、ビットをデジタルストリームに変換する代わりに、ビットペアに変換します。この方法は、 両面帯域抑制キャリア変調 方法。 QPSK変調回路は、ビットスプリッタ、2ビットシリアル-パラレルコンバータ、2つの乗算器、 局部発振器 、そして夏。

Quadrature-Phase-Shift-Keying-Circuit-Diagram

Quadrature-Phase-Shift-Keying-Circuit-Diagram



送信機の入力では、メッセージ信号ビットはビットスプリッターを使用して偶数ビットと奇数ビットに分離されます。次に、これらのビットに同じキャリア波形を乗算して、偶数QPSK信号と奇数QPSK信号を生成します。偶数QPSK信号は、変調前に、位相シフターを使用して90°位相シフターされます。ここでは、局部発振器を使用してキャリア波形を生成します。ビットの分離後、2ビットのシリアルからパラレルへのコンバータが使用されます。キャリア波形を乗算した後、変調出力が得られる夏に偶数QPSKと奇数QPSKの両方が与えられます。

復調用の受信機側では、2つのプロダクト検波器が使用されます。このプロダクト検波器は、変調されたQPSK信号を偶数QPSK信号と奇数QPSK信号に変換します。次に、信号は2つを通過します バンドパスフィルター そして2つの積分器。処理後、信号は2ビットに適用されます 並列-直列コンバータ 、その出力は再構成された信号です。

直交位相偏移変調の波形

偶数および奇数のQPSK信号を処理した後、それらは変調された出力が得られる夏に適用されます。


Quadrature-Phase-Shift-Keying-Waveform。

Quadrature-Phase-Shift-Keying-Waveform。

長所と短所

  • 優れたノイズ耐性を提供します。
  • BPSKと比較して、QPSKで使用される帯域幅は半分に削減されます。
  • 直交位相偏移変調の情報伝送速度は、キャリアシンボルごとに2ビットを伝送するため高くなります。
  • QPSK振幅の変動が小さいため、キャリアパワーは一定のままです。
  • 利用可能な伝送帯域幅の有効活用。
  • 他の方法と比較してエラー確率が低い。
  • BPSKと比較したQPSKの欠点は、回路の複雑さです。

QPSKは通常、高ビットレートとデータの高速転送が必要なアプリケーションに適しています。このメソッドのシミュレーションには、Matlabコードが使用されます。 QPSK変調での夏の使用は何ですか?