Phasenquantifizierung

Phasenquantisierung bezeichnet die Reduktion eines kontinuierlich variierenden Phasenwerts auf eine endliche Anzahl von diskreten Phasenstufen. Sie kommt zum Einsatz, wenn Phaseninformationen digitalisiert oder mit begrenzter Auflösung gemessen werden müssen. Typische Anwendungsgebiete sind digitale Modulationssysteme (z. B. M-PSK wie BPSK, QPSK, 8-PSK), Phasenregelungen mit endlicher Phasenauflösung sowie Mess- und Interferometrieanwendungen, in denen der Phasenwert aus Messsignalen bestimmt wird und eine feste Genauigkeit gefordert ist.

In der Praxis wird der kontinuierliche Phasenwert φ durch eine Quantisierungsfunktion Q(φ) in eine der M Phasenstufen φ_k = 2π k / M abgebildet. In vielen Systemen entspricht φ̂ dem nächstgelegenen φ_k. Die phasische Darstellung bleibt dabei separat von der Amplitude. Der Quantisierungsfehler liegt typischerweise im Bereich [-π/M, π/M]. In digitalen Modulationssystemen entspricht dies der Auswahl eines Phasenzustands aus dem M-PSK-Konstellationssatz; in PLL-basierten Demodulationspfaden oder Phasensynthese-Gliedern legt es die Phasenauflösung fest.

Auswirkungen und Designaspekte: Phasenquantisierung führt zu phasenbezogenen Verzerrungen, Ungenauigkeiten in der Phasenbestimmung oder Demodulation, und sie begrenzt die Leistung bei hohen Ordnungen von PSK. Die Wahl von M stellt einen Kompromiss zwischen Phasenauflösung, Rechen- und Hardwareaufwand sowie Systemleistung dar. Höhere M-Werte liefern genauere Phasen, erfordern jedoch komplexere Implementierung und präzisere Bauteile.

Siehe auch: Phasenrauschen, Quantisierung, PSK, QPSK, M-PSK, Phasenmessung, Phasensynthese.