Відносна фазова (або фазоразностной) модуляція (PSK) є практичним методом реалізації прийому сигналів з фазовою модуляцією. Перекодування модулюючого сигналу даних з абсолютного в відносний код дозволяє враховувати при декодуванні чи не абсолютні значення фази сигналу, а її відносні зрушення, що усуває невизначеність рішення про значення символу.
Завдяки своїй простоті й ефективності PSK набула широкого поширення в цифрових системах передачі. Цьому сприяли такі її властивості, як в 4 рази вища швидкість в порівнянні з ЧС при рівній завадостійкості в каналі з АБГШ, а при рівній швидкості передачі інформації вдвічі більша стійкість, ніж у ЧС і вчетверо більша, ніж у АМ.
Відносна фазова модуляція є двійковій, або двохпозиційної модуляцією, в якій використовуються два значення фазового зсуву, що відрізняються на 180 0. Зміни в часі сигналів модулюючого і промодулірованной показані відповідно на рис. 3.1, а і б.
Малюнок 3.1 Фазова модуляція (PSK). Тимчасові діаграми: а- модулюючий сигнал; б-модульований сигнал.
Модуляція 2-PSK тотожна балансної 2-АМ і має те ж саме сигнальне сузір'я, з яким збігається і діаграма станів. У сучасних цифрових системах передачі застосовують сигнали багатопозиційною М-PSK, тобто модуляції з підвищеною кратністю К (М = 2 К) по відношенню до PSK, кратність якої прийнята за одиницю. Зазвичай використовують набори сигналів 4-, 8-, 16-PSK, сузір'я яких показані на рис. 3.5, б. Але 8- і 16-PSK програють 2-PSK та 4-PSK з енергетичної ефективності, вимагаючи значно більш високої потужності передавача для досягнення тих же характеристик.
У цифровому телебаченні для передачі по супутниковим трактах і в наземному мовленні при важких умовах прийому використовується дворазова, або четирехфазовая модуляція 4-PSK, що забезпечує найкращий компроміс по співвідношенню потужність-смуга. Інша назва цього виду модуляції, пов'язане з методом отримання модульованого коливання, квадратурная відносна фазова модуляція (QРSК - Quadrature Phase Shift Keying).
Модуляція QРSК надає необхідний компроміс між швидкістю передачі і помехоустойчивостью і застосовується як самостійно, так і в комбінаціях з іншими методами. Діаграми станів модуляції QРSК і офсетного диференціальної QРSК (S-DQРSК) показані на рис. 3.2.
Малюнок 3.2 Діаграми стану сигналів QРSК (а) і S-DQРSК (б)
При реалізації диференціального кодування в поєднанні із зсувом несучої на π / 4 сигнальне сузір'я формується двома чотирьохточковими сузір'ями QРSК, накладеними із зсувом 45 0. У результаті в сигналі присутні вісім фазових зрушень, причому фази символів вибираються по черзі то з одного сузір'я QРSК, то з іншого . Послідовні символи мають відносні фазові зрушення, відповідні одному з чотирьох кутів: ± π / 4 і ± 3π / 4.
Структурна схема модулятора QРSК показана на рис. 3.3. Вхідний потік даних D розділяється на два паралельні потоки А і В, які потім в перетворювачі коду (ПК) перекодуються в відносний код двох каналів (компонентів). Цифрові потоки піддаються згладжування в формують фільтрах (ФФ), вихідні сигнали яких I і Q безпосередньо керують роботою четирёхфазового модулятора, що складається з двох балансних модуляторів і суматора.
Малюнок 3.3 Структурна схема модулятора QРSК
Фазовий зсув несучих в каналах I і Q, дорівнює 90 0. Правило кодування фазових зрушень показано в табл. 3.1.
Таблиця 3.1. Кодування фазових зрушень QРSК