1. 개요
보내고자 하는 정보를 반송파의 위상에 실어나르는 변조 기법. FM에서 입력값을 미분해서 넣어주면 PM이 되고, PM에서 입력값을 적분해서 넣어주면 FM이 된다는 특징이 있다.2. 종류
2.1. PSK(Phase Shift Keying, 위상 편이 변조)
직사각형 베이시스 펄스를 사용한 경우[1]
[math(s_{i}(t)=\sqrt{\frac{2E}{T}}\cos (2\pi f_{c}t+\frac{2\pi i}{M}))]
[math(i=1,2,...,M)]
[math(0\leq t\leq T)]
[math(E=)]심볼 에너지
[math(T=)]심볼 지속시간
반송파의 위상을 바꾸는 방법으로 정보를 전송한다.[math(s_{i}(t)=\sqrt{\frac{2E}{T}}\cos (2\pi f_{c}t+\frac{2\pi i}{M}))]
[math(i=1,2,...,M)]
[math(0\leq t\leq T)]
[math(E=)]심볼 에너지
[math(T=)]심볼 지속시간
- BPSK(Binary Phase Shift Keying, 이진 위상 편이 변조) - 가장 기본적인 디지털 변조 방식이다. 위의 수식에서 M=2인 경우 BPSK가 된다. 신호의 위상을 180도씩 뒤집는 것으로 0과 1을 표현하는데 아래 그림을 참조하자. 2G cdmaOne(IS-95), Wi-Fi[2] , ISO/IEC 14443 Type B 등에서 사용한다.
- QPSK(Quardrature Phase Shift Keying, 직교 위상 편이 변조) - QPSK는 위의 수식에서 M=4인 경우이다. 위상이 최소 90도씩 다른 4개의 신호를 사용해서 '00', '01', '10', '11'을 표현한다. 아래 그림 참조.
- MPSK(M-ary Phase Shift Keying)
- DPSK(Differential Phase Shift Keying, 차동 위상 편이 변조) - 위상에 정보를 보내는 PSK와는 달리 현재 신호와 이전 신호의 위상의 차이에 정보를 담는 변조 방법이다. 수신할 때 위상 동기를 맞추지 않아도 된다는 장점이 있지만 에러가 발생할 확률이 더 높다. Wi-Fi[5], 블루투스[6]에서 사용한다.
- π/4-QPSK(π/4-Quardrature Phase Shift Keying) - 위상을 π/4만큼 꺽어주는 방법으로 최대 위상 변화가 135도가 되도록 해서 zero crossing을 피하는 변조 기법이다.
- π/4-DQPSK(π/4-Differential Quardrature Phase Shift Keying, π/4-차동 위상 편이 변조) - DPSK와 π/4-QPSK를 결합한 방식. 블루투스, 지상파 DMB에서 사용한다.
- OQPSK(Offset Quardrature Phase Shift Keying)
신호(심볼) 하나에 비트 2개씩 보낼 수 있으므로 BPSK보다 고속으로 정보를 보낼 수 있다. Wi-Fi, 2G cdmaOne(IS-95), 3G WCDMA[3], HSDPA, HSUPA, 4G HSPA+, LTE, Mobile Wimax( WiBro) 등에서 사용한다. QPSK는 위상이 180도 뒤집히는 zero crossing이라는 현상이 발생하는데 위의 그림을 보면 '00'을 보낸 후 '10'을 보내는 경우나 '01'을 보낸 후 '11'을 보내는 경우에 위상이 180도 뒤집히는 zero crossing이 발생할 것이다.[4] 이는 앰프의 비선형성 때문에 하드웨어적으로 바람직한 현상은 아니며, 이를 피하기 위해 개발된 기술이 CPM, π/4-QPSK, OQPSK이다.
[1]
실제로는 직사각형 베이시스 펄스를 거의 사용하지 않는다.
[2]
따지고 들어가면 Wi-Fi와 무선랜, IEEE 802.11은 다른거지만, 일상적으로는 동의어로 사용한다.
[3]
PAPR을 감소시키기 위해 OCQPSK(Orthogonal Complex Quadrature Phase Shift Keying)가 도입되었다.
[4]
zero crossing이란 이름이 붙은 이유는 QPSK의 constellation을 보면 알 수 있다.
[5]
DBPSK, DQPSK
[6]
8DPSK