Квадратурная фазовая модуляция (QPSK – Quadrature Phase Shift Keying) является четырехуровневой фазовой модуляцией (M=4), при которой фаза высокочастотного колебания может принимать 4 различных значения с шагом, кратным π/2 .

Соотношение между сдвигом фазы модулированного колебания из множества {±π/4, ±3/4π} и множеством символов (дибитов) цифрового сообщения {00, 01, 10, 11} устанавливается в каждом конкретном случае стандартом на радиоканал и отображается сигнальным созвездием на рис. Стрелками показаны возможные

Каждому значению фазы модулированного сигнала соответствует 2 бита информации, и поэтому изменение модулирующего сигнала при QPSK-модуляции происходит в 2 раза реже, чем при BPSK-модуляции при одинаковой скорости передачи информации.

Применяются два способа демодуляции ОФМ радиосигналов.

В первом вначале восстанавливается несущая и когерентно детектируется ОФМ- радиосигнал, затем разностно (диффференциально) декодируются принимаемые сигналы рис.

ВКН - восстановитель когерентной несущей

Второй способ предполагает дифференциально-когерентное (автокорреляционное) детектирование ОФМ радиосигнала, при котором в качестве опорного колебания используется предшествующий радиоимпульс. При этом операция детектирования и декодирования совмещены рис.

33

Подвидами семейства QPSK являются дифференциальная квадратурная модуляция (DQPSK) и квадратурная модуляция со сдвигом (OQPSK – Offset QPSK). DQPSK, аналогично DBPSK, используется из-за неоднозначности фазы восстановленной несущей, в этом случае кратной π/2 . Как и в случае DBPSK, кодируется относительное изменение фазы по отношению к значению на предыдущем символьном интервале.

Модуляция OQPSK является более эффективной, чем QPSK, в системах с нелинейным усилением. Из сигнального созвездия QPSK можно заметить, что при переходе из одного символьного состояния в другое, возможно изменение фазы либо на 90º, либо на 180º. Таким образом, максимальное изменение фазы равно 180º.

Временная форма сигнала QPSK с импульсами прямоугольной формы имеет постоянную огибающую. Однако после ограничения спектра (прохождения через фильтр) форма импульсов становится непрямоугольной и огибающая перестает быть постоянной. Появляется паразитная амплитудная модуляция, глубина которой тем больше, чем больше изменение фазы при переходе от одного символьного значения к другому. Паразитная АМ приводит к повышению требований линейности усилителя мощности и снижению энергетической эффективности.

34

На практике формирование сигналов ФТ и ОФТ производят в манипуляторах, работающих на частотах стандартного телефонного канала, и сформированный сигнал подают на вход телефонного канала возбудителя связного однополосного передатчика. При этом фильтры в тракте формирования ОМ сигнала способствуют ограничению внеполосных излучений.

В многоканальных и спутниковых системах связи, а также телеметрических системах все чаще используется передача сигналов в цифровой форме.

При этом для передачи по одному каналу ЧТ с полосой 300...3400 Гц применяется дискретизация с частотой FД = 8 кГц и осуществляется кодирование восьмиразрядным двоичным кодом, так что скорость передачи информации в одном канале составляет В1= 8*103*8 = 64 кбит/с; 32 канала объединяются в первичную группу и требуют скорости передачи В(32) = 64*32 = 2,048 Мбит/с.

Далее группы могут наращиваться до 128, 512, 2048 каналов, что обеспечивает скорости передачи 8,5; 34,5 и 440 Мбит/с.

Передача таких больших потоков информации осуществляется на частотах > 10 ГГц с использованием четырех- или восьми позиционной ОФМ.

Формирователь четырехпозиционного сигнала 4ОФМ может быть выполнен по следующим схемам:

35