QPSK Verständnisfrage

[Peter H. (borntopizza)]

Hi,

ich wollte mal versuchen zu Verstehen, wieso z.b. ein DVB-S Signal 
überhaupt eine bestimmte Bandbreite hat. Das Ganze hängt ja irgendwie 
mit der Symbolrate (z.B. 22000kSymb/s) zusammen. Nur verstehe ich nicht, 
wieso ein z.B. ein QPKS Signal, bei dem die Trägerfrequenz ja gleich 
bleibt, einen Frequenzhub hat. Ich dachte, dass das Signal ja nur in der 
Phase "geschoben" wird.

Wenn ich jetzt das beigefügte Bild anschaue, wie komme ich da auf die 
Bandbreite des Signals (wenn Symbolrate = 4 Symbole / Sekunde und 
Frequenz = 8 Hz)?

Sorry, aber ich verstehe das wirklich nicht und meine Lehrer an der 
Berufsschule habe ich auch schon gefragt.

Gibt es auch evtl. gute Bücher über das Thema, die man ohne 
Elektrotechnik studiert zu haben auch versteht?

Danke und viele Grüße
Peter

[Pandur S. (jetztnicht)]

Ja. Ohne Mathe wird das nichts. Fuer die Bandbreite ist klar, dass die 
mehr wird, da Nichtkontinuitaeten hoehere Frequenzabteile beinhalten.

[Peter H. (borntopizza)]

Und könntest Du mir auch eines empfehlen :-) ?

Danke

[Der Zahn der Zeit (Gast)]

Peter H. schrieb:
> ... bei dem die Trägerfrequenz ja gleich
> bleibt, einen Frequenzhub hat. Ich dachte, dass das Signal ja nur in der
> Phase "geschoben" wird.

Da hast du dich verdacht. "Nur in der Phase schieben": Stell' dir mal 
vor, du schiebst die Phase in jeder Halbwelle um eine Halbwelle bzw. 
verzögerst sie um je eine weitere Halbwelle. Dann kommt sogar DC dabei 
heraus. Oder du verzögerst sie um je 1/10 Halbwelle, dann kommt ca. die 
0,9-fache Frequenz dabei heraus.

Phasenmodulation und Frequenzmodulation sind insofern identisch, als 
dass du nur das Modulationssignal, das bei FM verwendet wird, 
differenzieren musst, dann bekommst du automatisch Phasenmodulation. (Ob 
mehr oder weniger als 360°, also eine oder viele Phasen Hub, ist dabei 
egal.)

> wie komme ich da auf die
> Bandbreite des Signals

Gar nicht. Die hängt von der Symbolrate ab. Das neue Symbol muss 
eindeutig erkennbar sein, dass braucht Zeit. Je geringer die Symbolrate, 
desto mehr Zeit und damit desto geringere Bandbreite. Jetzt muss ich 
zugeben, dass ich für FM oder PM das nicht berechnen kann. Das ist 
deutlich komplizierter als für AM (QAM etc.). Wegen der Ähnlichkeit von 
4-QAM und 4-PSK könnte ich mir vorstellen, dass es auf das gleiche 
hinaus läuft. Das könnte ich erklären und ungefähr berechnen. Im Buch 
"DVB - Digitales Fernsehen" (Freyer, Verlag Technik) steht sogar 4-QAM = 
4-PSK mit identischen Leistungsdaten (Seite 43). Aber viel mehr 
bezüglich deiner Fragen steht zu dem Thema auch nicht darin. Vielleicht 
in "DAB- Digitaler Hörfunk."

[Emil Epsilon (Gast)]

Hilft das? ->
* http://www.needles.de/HPSDR/QuadSignals-DE.pdf

* 
https://www.lntwww.de/Modulationsverfahren/Quadratur%E2%80%93Amplitudenmodulation

[Peter H. (borntopizza)]

Super Danke,

ich les mir das mal durch :-)

[Georg A. (georga)]

Peter H. schrieb:
> ich wollte mal versuchen zu Verstehen, wieso z.b. ein DVB-S Signal
> überhaupt eine bestimmte Bandbreite hat.

Ganz generell: Alles, was von einem unendlich lange dauerndem Sinus (und 
zwar sowohl in die Vergangenheit, als auch in die Zukunft) abweicht, hat 
eine Bandbreite. "Am schlimmsten" sind regelmässige Sprünge im 
Sinusverlauf, zB. bei nackter digitaler Phasenmodulation. Die sorgen für 
regelmässige Peaks im Ausgangsspektrum und belegen eigentlich Bandbreite 
bis ins Unendliche. FSK und ASK sind da auch nicht besser, Sprung bleibt 
Sprung.

Aus dem Grund verschleift man die Übergänge zwischen den Symbolen auch 
durch ein Filter (siehe Rolloff-Faktor). Das reduziert in der Praxis die 
belegte Bandbreite und damit die Beeinflussung benachbarter Signale 
(ansonstens wärs ja eh egal...).

Leider lässt sich die Mathematik aber nicht bescheissen, dadurch wird 
die saubere Informationstrennung ruiniert. D.h. das 
Signal-Rauschverhältnis wird schlechter, weil jetzt eben Informationen 
von mehreren Symbolen überlagert sind, auch wenn das Hauptsymbol 
natürlich am stärksten ist. Das kann man in einem sauberen 
Konstellationsdiagramm bei QPSK mit Rolloff auch gut sehen, jeder 
einzelne Konstellationspunkt besteht eigentlich aus einem kleinen 
4er-Konstellationsdiagramm, und da wiederum jeder Punkt aus wieder einem 
Konstellationsdiagramm, etc. Das sind die Echos der vergangenen Symbole, 
die durchs Filtern reinkommen.