Digitale Modulationsverfahren
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QAM oder PSK
Quadratur-Amplitudenmodulation oder Phase-Shift-Keying
Quadraturamplitudenmodulation (Abkürzung: QAM, engl: Quadrature Amplitude Modulation) ist eine Modulationsart in der elektronischen Nachrichtentechnik, die Amplitudenmodulation und Phasenmodulation miteinander kombiniert. Dabei werden derselben Trägerschwingung zwei voneinander unabhängige Signale aufgeprägt. Im Prinzip werden die Signale jeweils per Amplitudenmodulation auf einen Träger gleicher Frequenz, jedoch mit um 90° verschobener Phase, moduliert. Anschließend werden die beiden derart modulierten Trägerschwingungen addiert.
Mathematischer Hintergrund
- Zwei Sinuskurven, die zueinander um 90° ( = 1 / 4 Wellenlänge) phasenverschoben sind (gleichbedeutend einer Sinus- und einer Cosinuskurve), werden untereinander gezeichnet. Überall dort, wo eine der Kurven ein Maximum oder Minimum hat, hat die jeweils andere einen Nulldurchgang.
- Bei einem amplitudenmodulierten Signal lässt sich durch Betrachten der Maxima das ursprüngliche Signal erkennen. Die Nulldurchgänge werden vom Signal nicht beeinflusst.
- Durch die addititive Überlagerung von zwei amplitudenmodulierten Signalen, die gemäß (1) um 90° phasenverschoben sind, entsteht eine kompliziert anmutende Kurve, eben das quadraturmodulierte Signal.
- Wenn man die ursprüngliche unmodulierte Sinus-Kurve zum Vergleich nimmt und nur an den Stellen, an denen die Sinuskurve Maxima hat, die Werte der quadraturmodulierten Kurve betrachtet, erkennt man genau die Werte der amplitudenmodulierten Sinus-Kurve wieder.
Genauso erkennt man an den Maxima der Cosinus-Kurve die entsprechenden Werte der amplitudenmodulierten Cosinus-Kurve wieder.
Der Grund ist, dass (wie in (2) erklärt) die jeweils andere Kurve an den betrachteten Stellen überhaupt keinen Einfluss auf die quadraturmodulierte Kurve hat.
4QAM
Bei 4-QAM (QPSK, Quadrature Phase Shift Keying) kann jeder Träger zur Darstellung von einem Bit (2 Stufen) mit den Faktoren −1 und 1 multipliziert werden.
16QAM
Bei 16-QAM kann jeder Träger zur Darstellung von 2 Bits (4 Stufen) mit den Faktoren −3, −1, 1 und 3 multipliziert werden.
32QAM
Bei 32-QAM kann jeder Träger zur Darstellung von ca. 2,5 Bits (6 Stufen) mit den Faktoren −5, −3, −1, 1, 3 und 5 multipliziert werden.
64QAM
Bei 64-QAM kann jeder Träger zur Darstellung von 3 Bits (8 Stufen) mit den Faktoren −7, −5, −3, −1, 1, 3, 5 und 7 multipliziert werden.
PSK
2PSK
Phase-Shift-Keying
Die Phasenumtastung (Abkürzung: PSK, engl: Phase-Shift-Keying) ist eine Modulationsart in der elektronischen Nachrichtentechnik, die die Phasenmodulation verwendet. Die Phasenmodulation ist ein Verfahren, mit dem ein analoges oder ein digitales Signal über einen Kommunikationskanal übertragen wird. Die Phasenmodulation ist eng verwandt mit der Frequenzmodulation.
Bei PSK kann man den Träger durch Auswahl einer von zwei Phasenlagen (0° und 180°) auf zwei Punkte zeigen lassen.
4PSK
Phase-Shift-Keying
Bei 4-PSK kann man den Träger durch Auswahl der Phasenlagen vier Punkte (45°, 135°, 225° und 315°) zeigen lassen.
8PSK
Phase-Shift-Keying
Bei 8-PSK kann man den Träger durch Auswahl der Phasenlagen acht Punkte (Punkte sind dabei gleichmäßig auf einem Kreisbogen verteilt) zeigen lassen.
2FSK
Binäre Frequenzumtastung
Bei der Frequenzumtastung wird die Trägerfrequenz einer periodischen sinusförmigen Schwingung zwischen einem Satz unterschiedlicher Frequenzen verändert, welche die einzelnen Sendesymbole darstellen.
Bildung eines binären FSK Signals.
- Oben: Quelldaten als eine Folge von logisch-1 und logisch-0.
- Mitte: Unmodulierte Trägerfrequenz
- Unten: Moduliertes FSK-Signal.
OQPSK
Offset Phase-Shift-Keying
DPSK
Differentielles Phase-Shift-Keying
