본문/내용
1. 제목
PSK : Phase Shift Keying
2. 실험 목적
1) +-90도 이내에서 위상을 바꾸어서 송 수신 할 수 있는 PSK방법과 이에따른 데이터 재 복구 방법을 공부 한다.
3. 실험 이론
1)QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)
무선통신에서는 PSK 혹은 BPSK의 확장된 개념인 QPSK가 많이 사용된다. BPSK가 1과 0의 두가지 신호만을 구분하는 프로토콜인 반면, QPSK는 4가지의 디지털 신호를 구분한다. 다음장의 <그림 1-2>에서는 QPSK의 원리를 보여주고 있는데, 00, 01, 10, 11의 4가지 2bit 디지털 신호를 전송할 수 있기 때문에 이론적으로 같은 시간내에 BPSK보다 2배의 데이터를 전송할 수 있다. 결과적으로 BPSK가 반송파의 위상을 180도씩 바꾸어가면서 전송했다면 QPSK는 90도씩 위상을 변화시켜서 4개의 신호를 만들어내게 된다. 이렇듯 M=4인 MPSK 즉, 4 PSK와 같은 의미가 되기 때문에 QPSK 라고 불리운다.
PSK 계열의 전송방식은 반송파의 전압, 즉 I/Q 플롯에서 신호들이 원점에서 떨어진 거리를 의미하는 반지름이 일정하기 때문에 위상만으로 신호의 내용을 판단할 수 있다. <그림 1-1>에 보여진 QPSK의 일반적인 두가지 I/Q 플롯 형태는 초기 위상값만 다를 뿐 실제적으로는 동일한 성능을 가지고 있다.
그림 1-1 2가지 QPSK방식의 I/Q 플롯
그림 1-2 QPSK의 변조 원리
그림 1-3 QPSK의 변조 회로
2)MPSK (M-ary Phase Shift Keying)
MPSK는 BPSK와 QPSK를 포함한 M-ary PSK를 의미한다. M-ary 혹은 M진 변조라 함은 1과 0만으로 구성된 2진 디지털 신호가 …
그림 2-2 여러 가지 MPSK
3) QPSK복조
3-3>의 Costas Loop로써 실험하게 된다.
그림 3-3 Costas Loop를 이용한 QPSK 복조
만일 여기에서 이 시스템이 전부 Linear Element와 이상적인 Multiplier들로 구성되어 있다면 Modulator 3과 4의 출력은 서로 상쇄가 되게 된다.
사실상 이 시스템은 Modulator 3의 한쪽 입력 세력과 Modulator 4의 한쪽 입력 세력이 각 각 Modulator를 포화상태로 만들어서 다른 쪽 신호로 전환되는데 충분하게끔 사전 조정이 되어 있다.
정상 운용 상태에서는 VCO 주파수는 입력신호와 동기가 되어 있다. 따라서 Modulator1과 2는 단순한 위상 검파기의 기능만 하고 있다. Modulator의 입력들이 하나는 기준 반송파이고 다른 하나는 동일 주파수와 상대적인 위상 θ를 갖는 싸인파형인 경우 Modulator의 출력은 Cosθ에 비례하는 DC성분을 내포한다는 것을 쉽게 설명할 수 있다.이 경우 고주파의 출력도 발생되는데 이 고주파는 Low Pass Filter에 의하여 쉽게 제거할 수 있다.