Hỡnh 2.11 Điều chế tớn hiệu PSK
Trong phương phõp PSK, tần số vă biớn độ của súng mang được giữ khụng đổi trong khi pha của nú được dịch theo mỗi bit của dũng dữ liệu truyền. Nguyớn lý hoạt động được trỡnh băy ở hỡnh 2.11. Cú hai loại PSK được dựng, loại thứ nhất dựng hai tớn hiệu súng mang cốđịnh đại diện cho mức 0 vă 1, hai súng mang khõc pha nhau 1800. Vỡ tớn hiệu năy chỉ lă nghịch đảo của tớn hiệu kia nớn loại năy cũn
được gọi lă phối hợp pha PSK (phase-coherent PSK). Điều bất tiện của loại năy lă tại mõy thu đũi hỏi phải cú súng mang tham chiếu để so pha với tớn hiệu thu, do đú cần thực hiện đồng bộ pha giữa mõy thu vă mõy phõt. Kết quả dẫn đến mạch giải
điều chế phức tạp hơn. Loại PSK thứ hai gọi lă PSK vi phđn (Differential PSK). Với loại năy, sự dịch pha xảy ra tại mỗi mức khụng cần quan tđm tới chuỗi mức 0 hay mức 1 đang được truyền. Một sự dịch pha 900 tương ứng với việc tớn hiệu hiện hănh chỉđịnh 0 lă mức kế tiếp trong khi sự dịch pha 2700 lại chỉ mức 1, kết quả lă chỉ khi năo thay đổi trạng thõi của dữ liệu mới đổi pha của súng mang. Về mặt tõn học, ta cú thể xõc định băng thụng của PSK. ở đđy chỳng ta trỡnh băy tớn hiệu dữ
o
Wd(t) = 4/ð[cosWot - 1/3cos3 Wot + 1/5cos5 Wot - ...] Suy ra:
VPSK0 = 4/ð[cosWct . cosWot - 1/3cosWct . cos3W0t + 1]
= 2/ ð [cos(Wc - W0)t + cos(Wc + W0)t - 1/3cos(Wc -3W0)t - 1/3cos(Wc + 3W0)t + 1] Từ trớn cho thấy phổ tần giống như ASK, chỉ khõc lă khụng cú thănh phần súng mang. Do đú băng thụng của tớn hiệu PSK vă DPSK. Vỡ vậy nếu giả sử chỉ
thănh phần tần số cơ bản của dờy 101010.. được nhận, thỡ băng thụng tối thiểu bằng 2f
o , bằng với giõ trị của tốc độ bit. Tuy nhiớn do vắng mặt thănh phần súng mang nớn cú nhiều năng lượng trong biớn tần hơn dữ liệu, điều đú giỳp PSK khõng nhiễu tốt hơn ASK hay FSK. Giới hạn băng của tớn hiệu từ fc đến fc + fo , nghĩa lă băng thụng bằng fo vă đạt được tốc độ Nyquist. Hầu hết năng lượng nhận được đều thuộc tớn hiệu mang thụng tin, fc + fo (do khụng cú fc). Thường biểu diễn PSK dưới dạng lược đồ. Một lược đồ pha biểu diễn súng mang bằng đường thẳng đơn gọi lă vectơ, chiều dăi của vectơ biểu diễn biớn độ súng. Vectơ quay xung quanh gốc theo chiều ngược kim đồng hồ với tần số gúc Wc . Bit 1 được đặc trưng bởi vectơ cựng pha với
súng mang trong khi bit 0 nhanh pha hơn súng mang 1800. Hai trục gọi lă I (in phase) vă Q (quadrature).
Điều chếđa mức
Như đờ đề cập từ đầu, cõc thiết bị truyền dẫn vă chuyển mạch kỹ thuật số đờ vă
đang được dựng trong cõc hệ thống truyền thụng hiện đại. Kết quả ứng dụng đú tạo
điều kiện đạt được tốc độ bit vượt xa tốc độđạt được sẵn cú theo cõc phương phõp điều chế cơ bản thụng qua cõc phương phõp điều chế phức tạp hơn. Trong cõc phương phõp nhằm gia tăng tốc độ, tồn tại hai khuynh hướng sử dụng: Hoặc nhiều mức tớn hiệu, hoặc trộn lẫn cõc phương phõp điều chế cơ bản, đặc biệt lă ASK vă PSK.
Trong cõc vớ dụ đờ đề cập thỡ tốc độ bit bằng với tốc độ baud. Tuy nhiớn cú thể
thực hiện tốc độ bit cao hơn nhiều so với tốc độ baud. Cú nghĩa lă mỗi phần tử tớn hiệu cú thểđại diện cho 2 mức (4 giõ trị) của thụng tin. Vă do đú, tốc độ bit sẽ gấp 2 hay 3 lần tốc độ baud. Vớ dụ một modem PSK thực hiện thay đổi theo 4 pha khõc nhau (00, 900, 1800, 2700) thay vỡ chỉ 2 pha, điều đú cho phĩp mỗi thay đổi pha
bit sẽ đạt cao hơn bằng cõch dựng 8 hay 16 pha. Tuy nhiớn, trong thực tế cần hạn chế số lượng pha cú thể dựng, vỡ sự khõc biệt pha giảm xuống thỡ tiến trỡnh cú xu hướng gia tăng nhiễu vă pha dễ bị sai trong khi truyền. Do đú, để gia tăng tốc độ bit thỡ dựng biớn độđể phđn biệt giữa cõc vĩctơ, điều năy cũng mang lại ý nghĩa tương tự khõc biệt pha. Loại điều chế kết hợp ASK vă PSK gọi lă QAM (Quadrature Amplitude Modulation) . Lược đồ pha cú 16 phần tử tớn hiệu được biết như lă 16- QAM, mỗi mức tớn hiệu đại diện cho 4 bit thụng tin. Như trớn hỡnh đờ chỉ ra, ta thấy
điểm mạnh của lược đồ năy lă trõnh lỗi do cõc trạng thõi qũ gần nhau. Do đú, với lược đồ năy, 8 pha được dựng nhưng cõc mức biớn độ liớn quan đến hai pha kề nhau lă khõc nhau. Núi chung điều đú tạo cho hoạt động tại mõy thu ớt cú khuynh hướng dẫn đến lỗi, nhưng lại cú phần dư thừa ở đđy, bởi vỡ khụng phải tất cả 4 mức biớn
độ đều được dựng cho mỗi pha. Trong tất cả cõc lược đồ điều chế, trước khi thực hiện điều chế, dũng bit được cho qua mạch trộn đm, tại đđy, mạch sẽ đổi dũng bit thănh thứ tự giả một cõch ngẫu nhiớn. Điều năy cú tõc dụng lăm giảm khả năng cõc bit cú thứ tự liớn tiếp ở vị trớ kề nhau. Tại đầu thu sau khi thực hiện giải điều chế, dũng bit sẽ được chuyển qua mạch mụ tả (descramberr) để phục hồi lại tuần tự bit nguyớn thủy. Loại điều chế năy được sử dụng trong modem V29 đạt được tốc độ
9600 bps. Phương phõp khõc dựng luđn phiớn 32 trạng thõi pha vă biớn độ hỗn hợp, trong đú bit thứ 5 được dựng cho mục đớch sửa lỗi vă được tạo ra bằng cõch mờ hõ xoắn (convolution encoder). Loại năy được dựng trong modem V32 đạt được tốc độ
9600 bps, V32bis đạt được đến 14400 bps. Cõc tốc độ 19200, 24000, 28800 bps vă 56 kbps ngăy nay lă sẵn cú trong cõc modem V.34/V-fast, V.90/X2.