Vaiheensiirtoavain (PSK): tyypit ja sovellukset

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Termiä PSK tai vaihesiirtoavainta käytetään laajasti radiossa viestintäjärjestelmä . Tällainen tekniikka on enimmäkseen yhteensopiva tietoliikenteen kanssa. Sen avulla tietoja voidaan siirtää tehokkaammin radioviestintäsignaalin kautta verrattuna muihin modulaatiomuotoihin. Tiedonsiirto on nousussa erilaisten viestintämuotojen kanssa, kuten analoginen digitaaliseen, tiedon kuljettamiseksi yhdessä eri modulaatiomuotojen kanssa. On olemassa erilaisia ​​PSK-tyyppejä, joissa jokaisella on omat edut ja haitat. Jokaiselle radioviestintäjärjestelmälle on valmisteltava optimaalisen muodon vaihtoehto. Oikean vaihtoehdon tekemiseksi on välttämätöntä tuntea PSK: n toiminta.

Mikä on vaihesiirtoavain (PSK)?

Vaiheensiirron näppäily on eräänlainen digitaalinen modulointi menetelmä. Tällaista menetelmää käytetään datan lähettämiseen moduloimalla muuten kantoaaltosignaalin vaihe, joka tunnetaan vertailusignaalina. Digitaalidata voidaan esittää millä tahansa digitaalisella modulaatiomenetelmällä käyttämällä rajoitettua määrää erillisiä signaaleja. Tällainen modulaatiomenetelmä käyttää rajoitettua määrää vaiheita, joissa kukin vaihe voidaan osoittaa binääriluvuilla. Yleensä jokainen vaihe koodaa vastaavan määrän bittejä. Jokainen bittikuvio muodostaa symbolin, joka on merkitty tarkalla vaiheella.




PSK-menetelmä voidaan esittää kätevällä menetelmällä, nimittäin konstellaatiokaaviona. Tässä eräänlainen viestintä , konstellaation pisteet voidaan valita sijoitetaan yleensä tasaisella kulmavälillä ympyrän alueelle. Jotta läheisten pisteiden kesken voidaan tarjota äärimmäinen vaiheerotus ja siten paras suoja korruptiota vastaan. Ne on järjestetty ympyrään siten, että ne kaikki voidaan välittää samalla energialla. Katso lisätietoja tästä linkistä FSK-modulointi ja demodulaatio piirikaavion avulla

vaihesiirron näppäily

vaihesiirron näppäily



Digitaalinen modulaatio

Digitaalinen modulointi eli DM on eräänlainen modulaatio, joka käyttää erillisiä signaaleja kantoaallon muuttamiseksi. Tällainen modulaatio eliminoi viestintäkohinan ja tarjoaa ylivoimaisen tehon signaalin keskeytykselle. Tämä modulaatio tarjoaa ylimääräistä datakapasiteettia ja tietoturvaa järjestelmän korkean ja helpon käytettävyyden saavuttamiseksi valtavan tiedonsiirron laadun avulla. Joten tällaisella modulaatiolla on suuri kysyntä kuin analogisella modulaatiolla.

PSK-tyypit

PSK voidaan luokitella kahteen tyyppiin, jotka sisältävät seuraavat.

  • BPSK - binaarinen vaiheenvaihtonäppäimistö
  • QPSK - Quadrature Phase-Shift -näppäin

1). BPSK - binaarinen vaiheenvaihtonäppäimistö

Termi BPSK on lyhenne sanoista Binary Phase-Shift Keying. Joskus sitä kutsutaan myös nimellä PRK (vaiheen kääntönäppäimistö) tai 2PSK. Tällaisessa vaihesiirtoavaimessa käytetään 2-vaihetta, jotka on erotettu 180 astetta. Joten tämä on syy kutsua 2-PSK: ksi.


Tässä menetelmässä tähdistyspisteiden järjestely ei ole asia, mihin ne tarkalleen sijoitetaan. Tämän tyyppinen modulaatio on vahva kaikille PSK: ille, koska se vaatii melutason muuten vääristymään, jotta demodulaattori saavuttaisi väärän päätöksen. Se pystyy kuitenkin moduloimaan vain 1 bitillä symbolia kohden, eikä se sovellu sovelluksiin, kuten suuri tiedonsiirtonopeus.

2). QPSK - Quadrature Phase-Shift -näppäin

Bittinopeutta voidaan parantaa lisäämällä lisää bittejä yhteen segmenttiin. Tällaisessa PSK: ssa bittivirta voidaan rinnastaa siten, että jokainen kaksi saapuvaa bittiä voidaan jakaa ja vaihesiirto näppäilemällä kantoaaltotaajuus. Yksi kantoaaltotaajuus voi olla vaihesiirretty 90 astetta toisesta kvadratuurissa. Sitten lisätään 2 vaihesiirron avainsignaalia yhden neljän signaalielementin muodostamiseksi.

Joitakin muita PSK: n muotoja

Jotkut PSK: n yleisimmin käytetyistä muodoista sisältävät pääasiassa seuraavat.

  • Vaiheen vaihto-näppäily (PSK)
  • Binaarivaihe-vaihtonäppäin (BPSK)
  • Quadrature-vaihevaihto-näppäin (QPSK)
  • Offset-kvadratuurivaihe-vaihto-näppäily (O-QPSK)
  • 8 kohta-vaihevaihto-näppäintä (8 PSK)
  • 16 kohta-vaihevaihto-näppäintä (16 PSK)

Edellä luetellut lomakkeet ovat tärkeimmät PSK-lomakkeet, joita käytetään usein radioviestinnän sovelluksissa. Jokainen PSK-muoto sisältää sekä etuja että haittoja. Yleensä korkean kertaluvun modulaatiolomakkeet sallivat suurten datanopeuksien lähettämisen tietyllä kaistanleveydellä. Mutta ongelmana on korkea tiedonsiirtonopeus, joka tarvitsee paremman S / N-suhteen ennen kuin virhesuhteet alkavat kasvaa ja tämä laskuri parantaa tiedonsiirtonopeutta. Radioviestintäjärjestelmät voivat valita modulaation muodon riippuen olemassa olevista olosuhteista ja vaatimuksista.

Vaiheenvaihdon avaamisen edut ja haitat

Vaihesiirtoavaimen etuja ovat seuraavat.

  • Tämän tyyppinen PSK mahdollistaa tiedonsiirron radioviestinnän kanssa tehokkaammin kuin FSK.
  • QPSK on toinen tiedonsiirtotyyppi, missä käytetään 4 vaihetilaa, kaikki 90 asteen kulmassa.
  • Se on vähemmän herkkä vikoille, kun arvioimme ASK-modulaatiolla ja käytämme samanlaista kaistanleveyttä kuin ASK.
  • Tämän avulla korkea siirtonopeus voidaan saavuttaa korkean tason PSK-modulaatioiden, kuten QPSK, 16-QAM, avulla. Tässä QPSK merkitsee 2-bittiä kutakin tähdistöä varten ja 16-QAM tarkoittaa 2-bittiä kutakin tähdistöä kohti.

Vaiheensiirtoavaimen haittoja ovat seuraavat.

  • Tämän PSK: n kaistanleveyden hyötysuhde on pienempi verrattuna ASK-tyyppiseen modulointiin
  • Se on ei-koherentti referenssisignaali
  • Arvioimalla signaalin vaihetilat voidaan binääritieto dekoodata. Algoritmit, kuten palautus ja havaitseminen, ovat erittäin vaikeita.
  • Korkean tason PSK-modulaatiot, kuten QPSK, 16-QAM, ovat herkempiä vaihe-eroille.
  • Se tuottaa vääriä demodulaatioita, koska vika voi yhdistää ajan, koska demodulaation referenssisignaali ei ole kiinteä.

Vaiheensiirtoavaimen sovellukset

PSK: n sovellukset sisältävät seuraavat.

  • Tätä menetelmää käytetään laajasti biometriseen, langattomaan lähiverkkoon yhdessä langaton viestintä kuten Bluetooth ja RFID.
  • Paikallinen oskillaattori
  • Optinen viestintä
  • Monikanavainen WDM
  • Viivytä ja lisää demodulaattori
  • Epälineaariset vaikutukset WDM-lähetykseen

Tässä on kyse Vaiheen vaihtonäppäin . Edellä olevasta tiedosta voidaan lopuksi päätellä, että tämä PSK on digitaalinen modulointitekniikka, joka lähettää informaatiota muuttamalla vakaan taajuuskantosignaalin vaihetta. Yleensä nämä modulointimenetelmät ovat kaistanleveyden suhteen parempia kuin modulointitekniikat, kuten FSK. Nämä modulointijärjestelmät tarjoavat paremman tehokkuuden. Mutta FSK-modulointimenetelmät ovat energiatehokkaita tietyllä signaali-kohinasuhteella (S / N). Tätä menetelmää käytetään laajasti biometriseen, langattomaan lähiverkkoon sekä langattomaan viestintään, kuten Bluetooth ja RFID. Tässä on kysymys sinulle, mikä on 'vaihtonäppäintekniikka'?