KWALIFIKACJA INF1 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 21.
Modulacja polegająca na kodowaniu dwubitowym na czterech ortogonalnych przesunięciach fazy to modulacja
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
"Kodowanie dwubitowe" oznacza 2 bity na symbol, czyli 4 możliwe stany. Jeśli te stany są realizowane jako cztery ortogonalne przesunięcia fazy, jest to PSK z 4 fazami, czyli QPSK. Pozostałe odpowiedzi dotyczą zmiany amplitudy (ASK/PAM), częstotliwości (FSK) lub mieszanej QAM.

Pełne wyjaśnienie:

Opis "kodowanie dwubitowe na czterech ortogonalnych przesunięciach fazy" wskazuje na modulację, w której informacja jest przenoszona przez fazę nośnej, a liczba stanów fazy wynosi 4. Skoro są 4 różne stany, to na jeden symbol można zakodować 2 bity (bo 2 bity dają 4 kombinacje: 00, 01, 10, 11). Taka modulacja to QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), po polsku najczęściej nazywana modulacją kwadraturową fazy lub 4‑PSK.

Dlaczego to działa "kwadraturowo"? W praktyce QPSK wygodnie opisuje się w płaszczyźnie I/Q: sygnał jest sumą dwóch składowych w kwadraturze (przesuniętych o 90°). Dzięki temu uzyskuje się cztery punkty konstelacji odpowiadające czterem stanom fazy.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują:

  • "impulsowa amplitudy" dotyczy modulacji, w której informacja jest związana głównie ze zmianami amplitudy impulsów/nośnej (rodzina ASK/PAM). W treści pytania kluczowe są przesunięcia fazy, nie amplitudy.
  • "kwadraturowa amplitudy" sugeruje QAM (Quadrature Amplitude Modulation), gdzie zmienia się zarówno amplituda składowych I i Q (a pośrednio także faza). W QAM typowo mówi się o konstelacji amplitudowo‑fazowej, a nie o "czterech przesunięciach fazy" jako definicji.
  • "kluczowana częstotliwości" to FSK, czyli kodowanie informacji przez wybór jednej z kilku częstotliwości. To inny parametr sygnału niż faza.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w opisie pada liczba bitów na symbol i liczba stanów fazy, zwykle wystarczy skojarzyć zależność "4 stany = 2 bity" oraz "stany fazy → PSK", co prowadzi do QPSK (kwadraturowa fazy).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
QPSK to kluczowanie fazy z czterema stanami fazy (4‑PSK). Ponieważ są 4 możliwe symbole, jeden symbol może kodować 2 bity (00, 01, 10, 11). Informacja jest niesiona przez zmianę fazy, a nie częstotliwości czy amplitudy.
Liczba bitów na symbol wynika z liczby różnych stanów: jeśli stanów jest M, to bity na symbol to log2(M). Dla M=4 otrzymujesz log2(4)=2, czyli dokładnie dwa bity na jeden symbol.
"Kwadraturowa" odnosi się do opisu sygnału jako sumy dwóch składowych: I (in‑phase) i Q (quadrature), przesuniętych w fazie o 90°. Taki zapis ułatwia analizę i realizację modulacji, w tym QPSK i QAM.
W PSK zmienia się faza nośnej (np. 4 przesunięcia fazy). W FSK zmienia się częstotliwość (np. dwie lub więcej częstotliwości odpowiadających symbolom). Słowa kluczowe "faza" vs "częstotliwość" są zwykle rozstrzygające.
Nie. QPSK to modulacja, w której głównym nośnikiem informacji jest faza (4 stany). QAM koduje informację przez kombinację zmian amplitudy składowych I i Q, co daje więcej punktów konstelacji (np. 16‑QAM, 64‑QAM) i zwykle więcej bitów na symbol.
Najczęściej myli się QPSK z QAM, bo oba używają opisu I/Q i słowa "kwadraturowa". Drugi błąd to ignorowanie fragmentu o "przesunięciach fazy" i wybór modulacji amplitudy lub częstotliwości. Pomaga skupienie się na parametrze: faza → PSK.
W idealnym ujęciu QPSK ma 4 punkty konstelacji rozmieszczone co 90° na okręgu w płaszczyźnie I/Q. Każdy punkt odpowiada innej fazie i innemu dwubitowemu symbolowi. To graficzna reprezentacja "czterech przesunięć fazy".
QPSK wybiera się, gdy potrzebna jest dobra odporność na zakłócenia i stabilna transmisja przy gorszym SNR. Wyższe modulacje (np. 16‑QAM) dają większą przepływność, ale są bardziej wrażliwe. W praktyce systemy adaptują modulację do warunków kanału.
Najpierw ustal liczbę stanów M: 2 bity → M=4, 3 bity → M=8 itd. Jeśli stany są fazami, to jest M‑PSK (np. 4‑PSK=QPSK). Jeśli stany dotyczą częstotliwości, to M‑FSK. Jeśli amplitudy i fazy, to QAM.
W kontekście prostych pytań egzaminacyjnych zwykle tak, bo "cztery przesunięcia fazy" i "dwubitowe" prowadzą do 4‑PSK/QPSK. W szerszej teorii ortogonalność może dotyczyć też innych opisów sygnałów, ale w typowej terminologii szkolnej jest to wskazówka na QPSK.
info

Statystycznie 51% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: ""Kodowanie dwubitowe" oznacza 2 bity na symbol, czyli 4 możliwe stany."

Źródła:

  • John G. Proakis, Masoud Salehi, "Digital Communications", rozdziały dotyczące PSK/QPSK (modulacje fazy)
  • Bernard Sklar, "Digital Communications: Fundamentals and Applications", część o PSK i konstelacjach sygnałów I/Q
  • Simon Haykin, Michael Moher, "Modern Wireless Communications", sekcje o modulacjach PSK i reprezentacji kwadraturowej (I/Q)

Materiały:

  • Podręcznik z podstaw telekomunikacji i modulacji cyfrowych (rozdziały o PSK i QAM)
  • Materiały szkoleniowe dotyczące modulacji i konstelacji sygnałów (diagramy I/Q)
  • Zadania powtórkowe: rozpoznawanie modulacji po liczbie stanów i bitów na symbol

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego