QPSK - Quadrature Phase Shift Keying -adalah teknik modulasi sinyal digital yang paling banyak digunakan, seperti yang digunakan dalam komunikasi nirkabel, seperti standar WLAN / Wi-Fi dan WiMAX, serta banyak sistem seluler GSM dan sistem siaran TV Digital (DVB). Dalam skema quadrature phase-shift keying (QPSK), dua bit dikelompokkan pada satu waktu, dan dipetakan menjadi salah satu dari empat kemungkinan sinyal.
Dalam dunia elektronik kabel, sinyal analog menunjukkan variasi kontinu sedangkan sinyal digital mengasumsikan (idealnya) salah satu dari dua keadaan diskrit. Perbedaan ini dapat diperluas ke sistem yang mengirimkan data melalui radiasi elektromagnetik, bukan arus listrik yang mengalir melalui kabel.
Ketika digunakan untuk sinyal analog, modulasi frekuensi (FM) dan modulasi amplitudo (AM) menyebabkan variasi terus menerus dalam frekuensi atau amplitudo dari gelombang pembawa. Ketika teknik modulasi digunakan untuk komunikasi digital, variasi yang diterapkan pada pembawa dibatasi sesuai dengan informasi diskrit yang dikirimkan.
Contoh jenis modulasi digital yang umum adalah OOK ( on / off keying), ASK (Amplitudo shift keying), dan FSK (Frequency shift Keying). Skema ini menyebabkan pembawa mengasumsikan salah satu dari dua kemungkinan status tergantung pada apakah sistem harus mengirimkan biner 1 atau biner 0, dimana setiap status pembawa diskrit disebut sebagai simbol.
Quadrature phase shift keying (QPSK) adalah teknik modulasi lain, dan ini sangat menarik karena sebenarnya mentransmisikan dua bit per simbol. Dengan kata lain, simbol QPSK tidak mewakili 0 atau 1 — ini mewakili 00, 01, 10, atau 11.
Performa dua bit per simbol ini dimungkinkan karena variasi pembawa tidak terbatas pada dua status. Dalam ASK, misalnya (liat pada gambar grafik ASK), amplitudo pembawa adalah opsi amplitudo A (mewakili 1) atau opsi amplitudo B (mewakili 0). Di QPSK, pembawa bervariasi dalam hal fase, bukan frekuensi, dan ada empat kemungkinan pergeseran fase.
Kita dapat secara intuitif menentukan apa empat kemungkinan pergeseran fase ini: Pertama kita ingat bahwa modulasi hanyalah awal dari proses komunikasi; penerima harus dapat mengekstrak informasi asli dari sinyal termodulasi. Selanjutnya, masuk akal untuk mencari pemisahan maksimum antara opsi empat fase, sehingga penerima memiliki sedikit kesulitan dalam membedakan satu keadaan dari yang lain. Kami memiliki 360 ° fase untuk dikerjakan dan empat status fase, dan dengan demikian pemisahan harus 360 ° / 4 = 90 °. Jadi empat pergeseran fase QPSK adalah 45 °, 135 °, 225 °, dan 315 ° (gambar bisa dilihat paling atas).
Ada alasan lain mengapa masuk akal untuk memilih 45 °, 135 °, 225 °, dan 315 °: mereka mudah dihasilkan menggunakan teknik modulasi I / Q karena menjumlahkan sinyal I dan Q yang terbalik atau tidak dibalik menghasilkan empat pergeseran fasa ini . Tabel berikut harus bisa menjelaskan hal ini:
Dibandingkan dengan skema modulasi yang mengirimkan satu bit per simbol, QPSK menguntungkan dalam hal efisiensi bandwidth. Misalnya, bayangkan sinyal baseband analog dalam sistem BPSK (penguncian pergeseran fasa biner). BPSK menggunakan dua kemungkinan pergeseran fase, bukan empat, dan dengan demikian hanya dapat mengirimkan satu bit per simbol. Sinyal baseband memiliki frekuensi tertentu, dan selama setiap periode simbol, satu bit dapat dikirim. Sistem QPSK dapat menggunakan sinyal pita dasar dengan frekuensi yang sama, namun sistem ini mentransmisikan dua bit selama setiap periode simbol. Jadi, efisiensi bandwidth-nya (idealnya) lebih tinggi dengan faktor dua.
courtesy of : https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/quadrature-phase-shift-keying-qpsk-modulation/ , https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/quadrature-phase-shift-keying
