Fāzes manipulācija

Modulācijas veidi
Analogā modulācija
	AM · SSB · FM · PM · QAM
Digitālā modulācija
	OOK · FSK · ASK · PSK · QAM · APSK · ; MSK · GMSK · · CPM · PPM · TCM · OFDM
Izplatīšanās spektrs
	FHSS · DSSS

Fāzes manipulācija (angļu: Phase-shift keying (PSK)) ir ciparu fāzes modulācija, ar kuras palīdzību nesējfrekvences fāze tiek modulēta atbilstoši informācijas bitiem. Tā kā modulējošais signāls ir binārs ciparu signāls, kurš maina savu vērtību lēcienveidā, tad, atšķirībā no analogās fāzes modulācijas, modulētā signāla fāze arī mainās lēcienveidā, ieņemot noteiktas, fiksētas vērtības. Šī iemesla dēļ šo modulāciju sauc par manipulāciju. Fāzes manipulācija ir viena no izplatītākajām mūsdienu metodēm ciparu signāla sagatavošanā pārraidei.

BPSK

Binārā fāzes manipulācija (angļu: Binary phase-shift keying (BPSK)) ir vienkāršākā, bet reizē arī traucējumnoturīgākā fāzes manipulācija. BPSK nesējfrekvences fāzei ir iespējamas divas par 180° atšķirīgas vērtības, tas ir, mainoties modulējošā signāla vērtībai, nesējfrekvences fāze mainās uz pretējo.

1.attēls. BPSK laika diagramma.

BPSK priekšrocības:

augsta traucējumnoturība.

BPSK trūkumi:

bita maiņas brīdī nesējfrekvences fāze mainās uz pretējo, radot sarežģījumus raidītāju jaudas pakāpēs;
viena simbola kapacitāte ir viens bits;
plašs modulētā signāla frekvenču spektrs.

QPSK

Kvadratūras fāzes manipulācijā (angļu: Quadrature phase-shift keying (QPSK)) izmanto nevis divas nesējfrekvences fāzes vērtības, bet četras fāzes vērtības ar 90° intervālu. Līdz ar to nesējfrekvence viena simbola laikā pārnes divus datu bitus.

2. attēls. QPSK fāžu izvietojums, atbilstoši 2 bitu simboliem.

3. attēls. QPSK laika diagramma, atbilstoši 2 bitu simboliem.

2. attēlā horizontālā ass I norāda nesējfrekvences sinfāzo komponenti, bet vertikālā Q - kvadratūras komponenti.
QPSK priekšrocības :

viena simbola kapacitāte ir divi biti.

QPSK trūkumi:

bita maiņas brīdī nesējfrekvences fāze var mainīties uz pretējo, radot sarežģījumus raidītāju jaudas pakāpēs.

QPSK modulators

QPSK modulācijai var izmantot tādu pašu modulatoru kā QAM (4. att.).

4. attēls QAM modulators.

.

4.attēlā redzamā QAM modulatora I un Q ieejās jāpadod divpolāri (+1;-1) signāli.

OQPSK

Ofseta kvadratūras fāzes manipulācija (angļu: Offset quadrature phase-shift keying (OQPSK)) ir QPSK, kurā tiek ierobežota maksimālā fāzes izmaiņa līdz ±90°, tādējādi novēršot QPSK trūkumu - iespējamo fāzes izmaiņu uz pretējo viena simbola laikā. Šādu ierobežojumu panāk savstarpēji nobīdot laikā ieejas signāla pāra un nepāra bitus par viena bita periodu. Protams, šī iemesla dēļ samazinās simbola kapacitāte, toties tiek novērsts augšminētais BPSK un QPSK trūkums.

5. attēls. OQPSK fāžu izvietojums, atbilstoši 2 bitu simboliem.

6. attēls. OQPSK laika diagramma, atbilstoši 2 bitu simboliem.

5. attēlā ar bultām parādītas iespējamās fāzes maiņas.
OQPSK priekšrocības:

nav fāzes lēciena par 180°;
šaurāks nekā BPSK frekvenču spektrs.

OQPSK trūkumi:

viena simbola kapacitāte ir viens bits.

MSK

Minimālas nobīdes frekvenču manipulāciju vat uzskatīt par OQPSK, kurai taisnstūra formas ieejas impulsi aizstāti ar sinusoīdas pusperiodiem.

Pamatraksts: MSK modulācija

Liela fāžu skaita manipulācijas

Attīstot QPSK pieeju tālāk, var izvēlēties jebkuru fiksēto fāžu vērtību skaitu, palielinot viena simbola ietilpību. Taču palielinoties fāžu skaitam, samazinās intervāli starp tām, kā rezultātā krītas traucējumnoturība. Praksē reti kad lieto vairāk nekā astoņas vērtības (8PSK).

8PSK

Astoņu fāžu manipulācijā (8PSK) viena simbola laikā var pārraidīt 3 bitus, 8PSK labos uztveršanas apstākļos lieto EDGE.

7. attēls. 8PSK fāžu izvietojums, atbilstoši 3 bitu simboliem

8PSK priekšrocības:

viena simbola kapacitāte ir trīs biti;

8PSK trūkumi:

zema traucējumnoturība.