Phasenumtastung (englisch Phase Shift Keying, PSK) ist ein digitales Modulationsverfahren: Die Phasenlage einer Trägerwelle wird in diskreten Stufen umgetastet, während Amplitude und Frequenz konstant bleiben. Sie ist die digitale Form der analogen Phasenmodulation (PM) und die Grundlage moderner Breitband-Funktechnik.
So funktioniert PSK
Bei der binären PSK (BPSK oder 2-PSK) gibt es zwei Phasenzustände (etwa 0° und 180°), die ein Bit pro Symbol übertragen. Wegen des großen Abstands der Symbolpunkte ist BPSK sehr störfest, nutzt die Bandbreite aber schlecht aus. Die Quadratur-PSK (QPSK oder 4-PSK) verwendet vier Phasenlagen (0°, 90°, 180°, 270°) und überträgt damit zwei Bits pro Symbol – doppelte Datenrate bei gleicher Bandbreite. 8-PSK kommt auf drei Bits pro Symbol.
Anwendungen
- Satellitenkommunikation: DVB-S und DVB-S2 modulieren mit QPSK (bei guten Empfangsbedingungen auch mit 8-PSK).
- WLAN: IEEE-802.11-Standards kombinieren QPSK mit dem Mehrträgerverfahren OFDM; für hohe Raten kommt QAM (Phasen- plus Amplitudenstufen) dazu.
- Mobilfunk: LTE und 5G nutzen QPSK und QAM auf OFDM-Unterträgern.
- Navigation und RFID: GPS-Signale und einige RFID-Systeme arbeiten mit BPSK.
Abgrenzung zu ASK und FSK
Während die Amplitudenumtastung (ASK) die Amplitude und die Frequenzumtastung (FSK) die Frequenz umschaltet, kodiert PSK die Information in der Phasenlage. Das macht PSK robust gegen Amplitudenrauschen und gleichzeitig bandbreiteneffizient – auf Kosten eines komplexeren Empfängers, der die Phasenlage rekonstruieren muss.
Differentielle PSK
Bei der DPSK (Differential PSK) steckt die Information nicht in der absoluten Phasenlage, sondern in der Änderung der Phase zwischen zwei Symbolen. Der Empfänger braucht dann keine Referenzphasenlage – das vereinfacht den Demodulator.
Verwandte Grundlagen: Phasenmodulation, WLAN, Bandbreite.