위상 편이 변조

위상 편이 변조(Phase Shift Keying, PSK)는 진폭과 주파수가 일정한 반송파의 위상을 디지털 데이터에 따라 정해진 몇 가지 값으로 바꾸어 보내는 디지털 변조 방식이다.

개요

디지털 변조는 반송파의 진폭(ASK), 주파수(FSK), 위상(PSK) 가운데 하나 이상을 데이터에 맞춰 바꾼다. PSK 는 위상만 바꾸므로 진폭이 늘 같아 잡음에 의한 진폭 변화에 강하고, 같은 대역폭에서 ASK·FSK 보다 오류가 적다. 아날로그 신호의 위상 변조(PM)를 디지털 데이터에 맞게 몇 개의 위상 값으로 끊어 쓰는 것이라 '편이(Shift Keying)' 라고 부른다.

M진 PSK 와 위상차

반송파 한 주기의 위상은 2π(360°)다. M진 PSK 는 이 한 바퀴를 M 등분해 M 개의 위상을 쓰므로, 이웃한 두 신호 사이의 위상차는

Δθ = 2π / M (= 360° / M)

이다. 신호 하나에는 log₂M 비트를 싣는다.

방식	M	위상차 2π/M	신호당 비트	쓰는 위상(예)
BPSK (2진 PSK)	2	π (180°)	1	0°, 180°
QPSK (4진 PSK)	4	π/2 (90°)	2 (디비트)	45°, 135°, 225°, 315°
8-PSK (8진 PSK)	8	π/4 (45°)	3 (트리비트)	0°, 45°, 90° … 315°
16-PSK	16	π/8 (22.5°)	4	22.5° 간격

π/M 은 위상차의 절반이다. QPSK 의 신호점을 45°, 135° … 에 두는 것처럼 신호점 배치를 기준 축에서 π/M 만큼 돌려 놓을 때 쓰는 값이지, 이웃 신호 사이의 위상차가 아니다
M 을 키우면 신호당 비트가 늘어 같은 변조 속도(baud)로 더 많은 bps 를 보내지만, 신호점 사이 간격이 좁아져 잡음에 약해진다. 그래서 16진 이상에서는 진폭까지 함께 바꾸는 QAM 을 주로 쓴다

변형

DPSK(차동 PSK) : 절대 위상 대신 바로 앞 신호와의 위상 차이에 데이터를 싣는다. 수신 측에 기준 위상을 맞추는 회로가 필요 없다
π/4-DQPSK : 신호마다 위상을 π/4 씩 더 돌려 위상이 0 을 지나지 않게 한 DQPSK. 블루투스 EDR 등에서 쓴다
OQPSK(오프셋 QPSK) : I·Q 두 성분을 반 심벌 어긋나게 보내 위상이 한 번에 180° 뛰지 않게 한다

같이 보기