مفتاح تحول الطور (PSK): الأنواع وتطبيقاتها

جرب أداة القضاء على المشاكل





يستخدم مصطلح PSK أو مفتاح إزاحة الطور على نطاق واسع في الراديو نظام الاتصال . هذا النوع من التقنية متوافق في الغالب مع اتصالات البيانات. يسمح بنقل المعلومات بطريقة أكثر كفاءة عبر إشارة اتصالات لاسلكية مقارنة بأشكال التعديل الأخرى. يتزايد اتصال البيانات مع أشكال مختلفة من تنسيقات الاتصال مثل التناظرية إلى الرقمية لنقل البيانات جنبًا إلى جنب مع أشكال التعديل المختلفة. هناك أنواع مختلفة من PSK حيث لكل منها مزاياها وعيوبها. يجب إعداد خيار التنسيق الأمثل لكل نظام اتصال لاسلكي. لعمل الخيار الصحيح ، من الضروري أن يكون لديك معرفة بكيفية عمل PSK.

ما هو مفتاح تحويل الطور (PSK)؟

يعد مفتاح تغيير المرحلة أحد أنواع التعديل الرقمي طريقة. يستخدم هذا النوع من الطريقة لنقل البيانات عن طريق تعديل تغيير طور إشارة الموجة الحاملة التي تُعرف باسم الإشارة المرجعية. يمكن تمثيل البيانات الرقمية بأي نوع من طرق التشكيل الرقمي باستخدام عدد محدود من الإشارات المنفصلة. يستخدم هذا النوع من طرق التعديل عددًا محدودًا من المراحل حيث يمكن تخصيص كل مرحلة بأرقام ثنائية. بشكل عام ، كل مرحلة تشفر عددًا مكافئًا من البتات. يشكل كل نمط بتات الرمز الذي يُشار إليه بالمرحلة الدقيقة.




يمكن تمثيل طريقة PSK بطريقة ملائمة وهي مخطط الأبراج. في هذا نوع من التواصل يمكن تحديد نقاط الكوكبة بشكل عام عن طريق التباعد الزاوي المنتظم في منطقة الدائرة. بحيث يمكن تقديم فصل الطور الأقصى بين النقاط المجاورة وبالتالي أفضل حماية ضد الفساد. يتم ترتيبها في دائرة بحيث يمكن نقلها جميعًا بواسطة طاقة مماثلة. يرجى الرجوع إلى هذا الرابط لمعرفة المزيد عن تعديل FSK واستخلاصه باستخدام مخطط الدائرة

المرحلة التحول القفل

المرحلة التحول القفل



التعديل الرقمي

يعد التعديل الرقمي أو DM نوعًا واحدًا من التعديل ، والذي يستخدم إشارات منفصلة لتغيير الموجة الحاملة. هذا النوع من التعديل يزيل ضوضاء الاتصال ويوفر قوة فائقة لانقطاع الإشارة. يوفر هذا التعديل سعة بيانات إضافية وأمانًا لإمكانية وصول عالية وسهلة إلى النظام بجودة اتصال ضخمة. لذلك ، فإن هذا النوع من التعديل له طلب كبير على التعديل التمثيلي.

أنواع PSK

يمكن تصنيف PSK إلى نوعين يتضمنان ما يلي.

  • BPSK - مفتاح ثنائي المرحلة
  • QPSK - المفتاح التربيعي لتغيير الطور

1). BPSK - مفتاح ثنائي المرحلة

يشير المصطلح BPSK إلى مفتاح ثنائي المرحلة. في بعض الأحيان ، يطلق عليه أيضًا PRK (قفل انعكاس الطور) أو 2PSK. يستخدم هذا النوع من مفاتيح تغيير الطور مرحلتين مفصولة بـ 180 درجة. لذلك هذا هو سبب استدعاء 2-PSK.


في هذه الطريقة ، لا يعتبر ترتيب نقاط الكوكبة مسألة مكان وضعها بالضبط. هذا النوع من التشكيل قوي لجميع PSKs لأنه يأخذ الحد الأقصى لمستوى الضوضاء بخلاف ذلك للتشويه لجعل المزيل يصل إلى قرار غير صحيح. ومع ذلك ، فهو قادر فقط على التعديل بمعدل 1 بت لكل رمز ولا يناسب تطبيقات مثل معدل البيانات المرتفع.

2). QPSK - المفتاح التربيعي لتغيير الطور

يمكن تحسين معدل البت عن طريق إضافة المزيد من البتات على قطعة واحدة. في هذا النوع من PSK ، يمكن موازاة تدفق البتات بحيث يمكن تقسيم كل بتتين واردتين وتغيير الطور عن طريق إدخال تردد ناقل. يمكن تحويل أحد ترددات الموجة الحاملة إلى إزاحة بمقدار 90 درجة عن الآخر داخل التربيع. ثم تضاف إشارات المفتاح ذات إزاحة الطور 2 لتوليد أحد عناصر الإشارة الأربعة.

بعض الأشكال الأخرى من PSK

تتضمن بعض أشكال PSK الأكثر استخدامًا بشكل أساسي ما يلي.

  • المرحلة-التحول-القفل (PSK)
  • ثنائي المرحلة التحول مفتاح (BPSK)
  • التربيع-المرحلة-التحول-المفتاح (QPSK)
  • إزاحة - تربيع - طور - تحول - مفتاح (O-QPSK)
  • 8 نقطة-مرحلة-تحول-مفتاح (8 PSK)
  • 16 نقطة-مرحلة-تحول-مفتاح (16 PSK)

النماذج المذكورة أعلاه هي أشكال PSK الرئيسية التي كثيرا ما تستخدم في تطبيقات الاتصالات الراديوية. يتضمن كل شكل من أشكال PSK مزايا وعيوب. بشكل عام ، ستسمح أشكال التشكيل عالية الترتيب بإرسال معدلات بيانات عالية في عرض نطاق معين. لكن المشكلة تكمن في ارتفاع معدل البيانات الذي يحتاج إلى نسبة S / N متفوقة قبل أن تبدأ معدلات الخطأ في الزيادة ويعمل هذا العداد على تحسين أداء معدل البيانات. يمكن أن يعتمد شكل التشكيل الذي يمكن اختياره بواسطة أنظمة الاتصالات الراديوية على الشروط والمتطلبات الحالية.

مزايا وعيوب مفتاح تحول المرحلة

تشمل مزايا مفتاح تغيير الطور ما يلي.

  • يسمح هذا النوع من PSK بنقل المعلومات بإشارة اتصالات لاسلكية بشكل أكثر كفاءة مقارنة مع FSK.
  • QPSK هو نوع آخر من البيانات التي يتم نقلها أينما يتم استخدام حالات 4 مراحل ، كل ذلك في 90 درجة من بعضها البعض.
  • يكون أقل عرضة للأعطال عندما نقوم بالتقييم باستخدام تعديل ASK ويحتل نطاقًا تردديًا مشابهًا مثل ASK.
  • باستخدام هذا ، يمكن تحقيق معدل نقل بيانات عالي بمساعدة تعديلات PSK عالية المستوى مثل QPSK و 16-QAM. هنا يشير QPSK إلى 2 بت لكل كوكبة ، بينما يشير 16-QAM إلى 2 بت لكل كوكبة.

تشمل عيوب مفتاح إزاحة الطور ما يلي.

  • كفاءة عرض النطاق الترددي لـ PSK أقل مقارنة بنوع التشكيل ASK
  • إنها إشارة مرجعية غير متماسكة
  • من خلال تقدير حالات المرحلة للإشارة ، يمكن فك تشفير المعلومات الثنائية. الخوارزميات مثل الاسترداد والكشف صعبة للغاية.
  • تعد تعديلات PSK عالية المستوى مثل QPSK و 16-QAM أكثر حساسية لاختلافات الطور.
  • إنه يولد عمليات استخلاص خاطئة حيث يمكن أن يتحد الخطأ مع الوقت لأن الإشارة المرجعية لإزالة التشكيل ليست ثابتة.

تطبيقات مفتاح التحول الطوري

تشمل تطبيقات PSK ما يلي.

  • تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع للمقياس الحيوي ، والشبكة المحلية اللاسلكية مع الاتصالات اللاسلكية مثل البلوتوث و RFID.
  • مذبذب محلي
  • الاتصالات البصرية
  • WDM متعدد القنوات
  • تأخير وإضافة المستخلص
  • التأثيرات غير الخطية لنقل WDM

هذا كل شيء عن مفتاح تحول المرحلة . من المعلومات الواردة أعلاه أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج أن PSK هذا عبارة عن تقنية تعديل رقمي تنقل المعلومات عن طريق تغيير مرحلة إشارة حامل تردد ثابت. بشكل عام ، تتفوق طرق التعديل هذه على تقنيات التعديل مثل FSK من حيث عرض النطاق. توفر مخططات التعديل هذه كفاءة أفضل. ولكن طرق تعديل FSK موفرة للطاقة عند نسبة إشارة إلى ضوضاء معينة (S / N). تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع للشبكات المحلية اللاسلكية ذات المقاييس الحيوية جنبًا إلى جنب مع الاتصالات اللاسلكية مثل بلوتوث و RFID. إليك سؤال لك ، ما هي تقنية 'مفتاح التحويل'؟