《通信原理》第三十八讲 进制移相键控(2PSK) 正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化,则产生二进制移相键控 (2PSK)信号。通常用已调信号载波的0和180分别表示1和0。 psx(=ang(t-nT, )]coso! 7.1-9 其中a应选择双极性,即 1,发送概率为P a= -1,发送概率为-P (7.1-10) 若g()是脉宽为T,高度为1的矩形脉冲时,则有 e2mx(O)=c0so.发送概率为P cosO1,发送概率为1-P (7.1-11) 若用n表示第n个符号的绝对相位,则有 0°,发送1符号 u180,发送0符号 (71-12) 图7-11二进制移相键控信号的时间波形 二进制移相键控信号的调制原理图如图7-12所示。其中图(a)是采用模拟调 制的方法产生PK信号,图(b)是采用数字键控的方法产生2PSK信号 7-1
7-1 《通信原理》 第三十八讲 一、 二进制移相键控（2PSK） 正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化，则产生二进制移相键控 (2PSK) 信号。通常用已调信号载波的 0 0 和 0 180 分别表示 1 和 0 。 e t a g t nT tc n 2PSK ( ) = [∑ n ( − s )]cosω (7.1-9) 其中an 应选择双极性，即 ⎩ ⎨ ⎧ − − = P P an 1, 1 1, 发送概率为 发送概率为 (7.1-10) 若 g(t)是脉宽为Ts 高度为 1 的矩形脉冲时，则有 ⎩ ⎨ ⎧ − − = t P t P e t c c PSK cos , 1 cos , ( ) 2 发送概率为 发送概率为 ω ω (7.1-11) 若用ϕ n 表示第n 个符号的绝对相位，则有 ⎩ ⎨ ⎧ = 发送 符号 ， 发送 符号 180 , 0 0 1 0 0 ϕ n (7.1-12) 图 7-11 二进制移相键控信号的时间波形 二进制移相键控信号的调制原理图如图 7-12 所示。其中图(a)是采用模拟调 制的方法产生 2PSK 信号，图(b)是采用数字键控的方法产生 2PSK 信号
双极性 S(1) 不归零 e 码型变换 乘法器 开关电路 cos@I 1809移相 s() 图7-122PSK信号的调制原理图 2PSK信号的解调通常都是采用相干解调。 e2px()带通 输出 相乘器 通 抽样 滤波器 滤波器 判决器 COSO I 定时 脉冲 图7-132PSK信号的解调原理图 当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数 字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象通常称为 “倒π”现象。由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊,所 以2PSK信号的相干解调存在随机的“倒π”现象,从而使得2PSK方式在实际 中很少采用 7-2
7-2 乘法器 ( ) 2 e t PSK 双极性 不归零 t ωc cos s(t) 码型变换 (a) t ωc cos s(t) ( ) 2 e t PSK 开关电路 1800 移相 0 π 图 7-12 2PSK 信号的调制原理图 2PSK 信号的解调通常都是采用相干解调。 带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 抽样 判决器 定时 脉冲 输出 ( ) 2 e t PSK t ωc cos 图 7-13 2PSK 信号的解调原理图 当恢复的相干载波产生 180o 倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数 字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象通常称为 “倒π”现象。由于在 2PSK 信号的载波恢复过程中存在着 0 180 的相位模糊，所 以 2PSK 信号的相干解调存在随机的“倒π”现象，从而使得 2PSK 方式在实际 中很少采用
a-W AAVVA △ W 「 图7-142PSK信号相干解调各点时间波形 进制差分相位键控(2DPSK) 在2PSK信号中,信号相位的变化是以未调正弦载波的相位作为参考,用载 波相位的绝对薮值表示数字信息,所以称为绝对移相。为了解决2PSK信号解调 过程的反向工作问题,提出了二进制差分相位键控(DPSK)方式 2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设 前后相邻码元的载波相位差为△g ∫0.表示数字信息 表示数字信息 数字信息与△p之间的关系也可以定义为 0,表示数字信息“1” 兀,表示数字信息“0” 2DPSK信号的实现方法可以采用:首先对二进制数字基带信号进行差分编 7-3
7-3 图 7-14 2PSK 信号相干解调各点时间波形 二、 二进制差分相位键控（2DPSK） 在 2PSK 信号中，信号相位的变化是以未调正弦载波的相位作为参考，用载 波相位的绝对数值表示数字信息，所以称为绝对移相。为了解决 2PSK 信号解调 过程的反向工作问题，提出了二进制差分相位键控(2DPSK)方式。 2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设 前后相邻码元的载波相位差为∆ϕ ， ⎩ ⎨ ⎧ ∆ = ， 表示数字信息“” 表示数字信息“ ” 1 0, 0 π ϕ 数字信息与∆ϕ 之间的关系也可以定义为 ⎩ ⎨ ⎧ ∆ = ， 表示数字信息“ ” 表示数字信息“” 0 0, 1 π ϕ 2DPSK 信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编
码,将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示信息,然后再进行绝对调相, 从而产生二进制差分相位键控信号。 绝对码 11100 相对码 载波 A DPSK信号 AAAAAAA 图7-152DPSK信号调制过程波形图 开关电路 0 coSo t 809移相 s(1) 码变换 图7-162DPSK信号调制器原理图 2DPSK信号可以采用相干解调方式(极性比较法),其解调原理是:对2DPSK 信号进行相干解调,恢复出相对码,再通过码反变换器变换为绝对码,从而恢复 出发送的二进制数字信息。在解调过程中,若相干载波产生180°相位模糊,使得 解调出的相对码产生倒置现象。但是经过码反变换器后,输出的绝对码不会发生 任何倒置现象,从而解决了载波相位模糊度的问题
7-4 码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示信息，然后再进行绝对调相， 从而产生二进制差分相位键控信号。 图 7-15 2DPSK 信号调制过程波形图 t ωc cos s(t) ( ) 2 e t DPSK 开关电路 1800 移相 0 π 码变换 图 7-16 2DPSK 信号调制器原理图 2DPSK 信号可以采用相干解调方式(极性比较法)，其解调原理是：对 2DPSK 信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复 出发送的二进制数字信息。在解调过程中，若相干载波产生 0 180 相位模糊，使得 解调出的相对码产生倒置现象。但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生 任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊度的问题
AAWAA AAAAAAAA W l10 图7-172DPSK信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形 2DPSK信号也可以采用差分相干解调方式(相位比较法),其解调原理是直接 比较前后码元的相位差,从而恢复发送的二进制数字信息。 e2Ds()带通 d 相乘器 低通 抽样 滤波器 滤波器 判决器 输出 定时 DPSK信号 AAwwAA 6- AWAMAA yyY xxx 进信息0010「11 图7-182DPSK信号差分相干解调器原理图和解调过程各点时间波形 7-5
7-5 图 7-17 2DPSK 信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形 2DPSK 信号也可以采用差分相干解调方式(相位比较法)，其解调原理是直接 比较前后码元的相位差，从而恢复发送的二进制数字信息。 带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 抽样 判决器 定时 脉冲 输出 ( ) 2 e t DPSK 延迟Ts a b c d e 图 7-18 2DPSK 信号差分相干解调器原理图和解调过程各点时间波形