Модуляция (QPSK, 8PSK, APSK)

Модуляция - это способ нанести передаваемые данные на радиоволну-несущую, изменяя её параметры так, чтобы приёмник смог их распознать. Сама по себе несущая - это просто колебание определённой частоты, не несущее информации. Модуляция превращает её в переносчик данных, меняя фазу, амплитуду или их сочетание в такт с битами сообщения. В спутниковой связи чаще всего меняют именно фазу сигнала.

QPSK (квадратурная фазовая манипуляция) кодирует данные четырьмя состояниями фазы несущей, и каждое такое состояние переносит сразу два бита. Это надёжная и устойчивая к помехам схема, которая хорошо работает даже при слабом сигнале, поэтому её применяют там, где условия приёма тяжёлые. Расплата за надёжность - умеренная скорость передачи на единицу полосы частот.

8PSK использует уже восемь состояний фазы и переносит по три бита за символ, то есть передаёт в полтора раза больше данных в той же полосе. APSK (амплитудно-фазовая манипуляция) идёт дальше, комбинируя изменение и фазы, и амплитуды, что позволяет уложить в символ ещё больше битов. Чем больше состояний различает схема, тем выше скорость, но тем чувствительнее сигнал к шумам и тем более сильный сигнал нужен для уверенного приёма.

Выбор модуляции - это всегда поиск равновесия между скоростью и надёжностью. Современные стандарты вроде DVB-S2X используют адаптивную модуляцию: при хорошем сигнале система переходит на плотные схемы и повышает скорость, а в дождь, когда сигнал слабеет, откатывается к устойчивой QPSK, сохраняя связь. В паре с модуляцией всегда работает помехоустойчивое кодирование, добавляющее избыточность для исправления ошибок.