23-2 二进制差分相移键控
6.1 二进制数字调制二进制差分相移键控
◆ 不同的是2PSK中的基带信号对应绝对码序列； 2DPSK中的基带信号对应相对码序列。
◆ 2DPSK信号和2PSK信号的功率谱密度是完全一样 的。
3. 信号带宽： B2DPSK = B2PSK = 2 f s ◆ 与2ASK的相同，也是码元速率的两倍。
4. 抗噪声性能：
◆ 2DPSK系统是一种实用的数字调相系统，但其 抗加性白噪声性能比2PSK的要差。
第六章 数字信号 二进制差分相移键控
6.1.3 二进制相移键控（2PSK或BPSK）
⚫ 时域波形
– 利用二进制数字信号控制载波的两个相位（通常间 隔 rad），又称二相相移键控（BPSK）
6.1.3 二进制相移键控（2PSK或BPSK）
⚫ 调制
相乘法
相位选择法
6.1.3 二进制相移键控（2PSK或BPSK）
⚫ 解调
– 相干解调中，关键技术是载波的恢复 – 通常采用的锁相环存在相位模糊问题
6.1.4 二进制差分相移键控（2DPSK）
⚫ 时域波形
– 绝对调相：利用载波的不同相位直接表示数 字基带信号
– 相对调相：利用前后码元之间载波相位的变 化来表示数字基带信号—DPSK
bn = an bn−1
aˆn = bˆn bˆn−1
（2）差分解调:延迟解调
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
2DPSK信号调制与延迟解调过程：
2PSK和2DPSK对比分析：
1. 相位与信息代码的关系
⚫ 2PSK
– 前后码元相异时，2PSK信号相位变化180，相同时 2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”。
– 二进制相对调相信号称为二进制差分相移键 控信号，记为2DPSK
二进制差分相移键控2DPSK解调课程设计
目录一、二进制差分相移键控（2DPSK）基本原理 (1)1.1 2DPSK信号基本原理 (1)1.2 2DPSK信号的解调原理 (2)二、2DPSK解调总体设计思路 (4)三、2DPSK解调系统的设计 (6)3．1带通滤波器 (6)3．2本地载波与2DPSK信号相乘 (7)3．3低通滤波电路 (8)3．4 抽样判决器 (9)3．4．1 抽样判决的比较器 (9)3．4．2样值的抽取 (10)3．5 逆码变换 (11)四、2DPSK解调总图 (13)五、课程设计心得 (14)二进制差分相移键控2DPSK 解调课程设计一、二进制差分相移键控（2DPSK ）基本原理1.1 2DPSK 信号基本原理传输系统中要保证信息的有效传输就必须要有较高的传输速率和很低的误码率！为了后的较低的误码率，就得让传输的信号又较低的误码率。
在传输信号中，2PSK 信号和2ASK 及2FSK 信号相比，具有较好的误码率性能，但是，在2PSK 信号传输系统中存在相位不确定性，并将造成接收码元“0”和“1”的颠倒，产生误码。
为了保证2PSK 的优点，又不会产生误码，将2PSK 体制改进为二进制差分相移键控（2DPSK ），及相对相移键控。
2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如2PSK 信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图1所示。
图1 2DPSK 信号在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。
如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。
所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。
信号DPSK 2基带信号定义∆Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设：∆Φ=0→数字信息“0”；∆Φ=π→数字信息“1”。
二进制差分相移键控DPSK
是an的反码,
❖
和an可表示0为 概率为P
an 1 概率为1-P
1 an 0
概率为P 概率为1-P
(7―7)
❖
在最简单也是最常用的情况下，
g(t)为单个矩形脉冲。2FSK信号的波形
如图7-6（a）所示，该波形可分解为图
（b）和图（c）所示的波形。
❖
s2FS2K (Ft)SK信ss12号((tt))还 A可Acco以oss22表 示ff12tt为
s2PSK(t)=±cosωct
(7―15)
当数字信号的传输速率Rs=1/Ts与载波频率间有整
数倍关系时，2PSK信号的典型波形如图7―11所示。
1
0
0
1
A
0 t
－A
Ts
图7―11 2PSK信号典型波形
❖ 7.3.2 2PSK调制的频域特性
❖
将式（7―13）所示的2PSK信号
与式（7―4）所示的2ASK信号相比较，
7―13（a）所示的平方环电路，另一种 是图7―13（b）所示的科斯塔斯 （Costas）环电路。
❖
在以上两种锁相环中，设压控振
荡器VCO输出载波与调制载波之间的相
x(t) 带 通 滤波器
平方
锁相环 环路 滤波器
VCO
÷2
载波 (a) 平 方 环
低通 滤波器
cos(ct＋)
x(t)
90°
VCO
环路 ud 滤 波 器
❖ 7.3.3 2PSK调制器
❖
2PSK调制器可以采用相乘器，也
可以采用相位选择器，如图7―12所示。
二 进 制基 带 信 号
双极性
(单 极 性 NRZ)
二进制数字相位调制
s2DPSK (t) s(t) cosct s(t) bn g(t nTb )
n
实现相对调相的最常用方法如图所示。
Байду номын сангаас
{an}
{bn}
s2DPSK(t)
码变换
×
载波
载 波
～
移相
0
k
s2DPSK(t)
π
{bn}
码变换
{an}
(a)
(b)
2DPSK的解调有两种，一种是差分相干 解调，另一种是相干解调-码变换法。
{ an}
1 0 1× 1× 0 0 1 0 1
{ bn} 0 1 1 0× 1× 1 1 0 0 1
{ an}
1 0 1× 1 0× 0 1 0 1
{ bn} 0 1 1 0× 1× 1× 1× 0× 0 1
{ an}
1 0 1× 1 0 0 1 0× 1
（a） （b） （c） （d）
以这方式解调时的误码率为：
2PSK信号功率谱示意图如图5-21所示：
Pe ( f )
fcfb fc fcfb
0
fc fb fc fcfb
f
因此，2PSK信号的带宽、频带利用率也
与2ASK信号的相同。
2
B2 PSK
B2 ASK
2Bs
Tb
2 fb
2PSK
2ASK
1 (Baud / Hz) 2
在数字调相中，由于表征信息的相位变化
2PSK信号的典型波形如图所示：
1 0 1 1 0 01
s(t)
s (t) 2PSK
2PSK信号的调制方框图如图所示：
s (t )
s 2 PSK (t )
二进制差分相移键控
二进制差分相移键控(2DPSK)标签:2DPSK顶[3]分享到发表评论(0)编辑词条二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记作2DPSK。
它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。
所谓相对载波相位是指本码元初相与前一码元初相之差。
假设相对载波相位值用相位偏移表示，并规定数字信息序列与之间的关系为与2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位才唯一确定信息符号。
这说明解调2DPSK信号时，并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个相位关系就可正确恢复数字信息。
这就避免了2PSK方式中的“倒π”现象发生。
单从波形上看，2DPSK与2PSK是无法分辩的，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看作是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对移相而形成。
绝对码和相对码是可以互相转换的，其转换关系为2DPSK信号的表达式与2PSK的形式完全相同，所不同的只是此时式中的s(t)信号表示的是差分码数字序列。
即这里。
实现相对调相的最常用方法正是基于上述讨论而建立的，如图所示。
首先对数字信号进行差分编码，即由绝对码表示变为相对码（差分码）表示，然后再进行2PSK调制（绝对调相）。
2PSK调制器可用前述的模拟法如图（a），也可用键控法如图（b）。
2DPSK信号的解调有两种解调方式，一种是差分相干解调，另一种是相干解调-码变换法。
后者又称为极性比较－码变换法。
2DPSK与2PSK信号有相同的功率谱2PSK与2DPSK系统的比较：（1）检测这两种信号时判决器均可工作在最佳门限电平（零电平）。
（2）2DPSK系统的抗噪声性能不及2PSK系统。
（4）2PSK系统存在“反向工作”问题，而2DPSK系统不存在“反向工作”问题。
二进制相移键控(2PSK)
n二进制相移键控（2PSK2PSK 言号的表达式在2PSK 中，通常用初始相位0和 分别表示二进制“1”和“ 0” 因此，2PSK 言号的时域表达式为S 2PSK (t)A COS (衣 n )因此，上式可以改写为由于两种码元的波形相同，极性相反，故 2PSK 信号可以表述为一个 双极性全占空矩形脉冲序列 与一个正弦载波的相乘：S 2PSK (t) ft COS c tf(t) a n g(t nT s )式中,n表示第n 个符号的绝对相位:0,发送“1”时 ,发送“0”时S 2PSK (t)A COS c t,概率为PA COS c t,概率为1 P式中:这里，g （t ）是脉宽为二的单个矩形脉冲，而a n 的统计特性为：1, 概率为P 1,概率为1 P即发送二进制符号“1”时（a n 取+1）, S 2PS （t ）取0相位；发送二进制 符号“0”时（a n 取-1），S 2Ps 〈t ）取 相位。
这种以载波的不同相键控法位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式, 称为二进制绝对相移方式。
2PSK 言号的调制模拟调制的方法WVX/单/双cos t180移相f(t)2PSK 言号的解调2PSK只能采用相干解调,因为发” 0”或发” 1”时，其采用相位变化携带信息。
具体地说：其振幅不变（无法提取不同的包络）；频率也不变（无法用滤波器分开）。
S(t)d F器输出COS t b2PSK 的“倒n 现象”或“反向工作”(b)波形图中，假设相干载波的基准相位与 2PSK 信号的调制载波的基准 相位一致（通常默认为0相位）。
但是，由于在2PSK 信号的载波恢复 过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能 同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字 基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变为“ 0”，“0”10 11 {an}------- — ---------------- ---------- t2PSK 信号「本地载波 —一—一x(t) 1 0 1 11'A1I/>V H1/v>IIIIIII_-----定时脉冲 抽样值{a n }定时脉冲 抽样值i o ri 1At{a n }(c)k t —t{a n } 2PSK 信号 本地载波z(t)—t变为“ 1”，判决器输出数字信号全部出错。
QPSK,OQPSK,MSK
输入
串 /并 变换
45
逻辑选相电路
带通 滤波器
输出
135
225
315
四相载波发生器
4 四相差分相移键控（DQPSK）（续）
DQPSK信号的解调
相干解调（极性比较法） 这里码变换器的功能恰好与发送端的相反，它需要将判 决器输出的相对码恢复成绝对码。
平衡 调制器
低通 滤波器
抽样 判决
码元 形成
φ ＝ π 相 →“ 0 ” φ ＝ 0 相 →“ 1 ”
码反变换 1 1
0
1
0
a(t) b(t) c(t) d(t) cp(t) e(t) f(t)
-a a
bk 1 1 0 0 1 0 ak 0 0 1 0 1 1
2 二进制差分相移键控（DPSK）（续）
差分相干解调（相位比较法）
c
Ts
已调2DPSK信号 BPF a b
ak bk bk 1
4 四相相移键控（QPSK）
多进制数字调制的概念、特点
用多进制数字基带信号去调制载波的振幅、频率和相 位，称为多进制数字调制。分为多进制数字振幅调制、 多进制数字频率调制以及多进制数字相位调制三种基本 方式。 多进制数字调制系统的特点 在相同的码元传输速率下（此时多元频带调制信号占 用与二元信号相等带宽 ，多进制数字调制系统的信息 传输速率高于二进制数字调制系统,因此提高了信道带 宽利用率。 在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统的码 元传输速率低于二进制数字调制系统 多进制数字调制系统的抗噪声性能低于二进制数字调 制系统。
cos c t
输入
串/并 变换
2
QPSK和OQPSK以及MSK调制
元的载波相位相对于参考相位可取 ± 90 ，所以其相邻码元 之间必然发生载波相位的跳变，接收端可以据此确定每个 码元的起止时刻（即提供码元定时信息），而A 方式却可 π 能存在前后码元载波相位连续。 2
o
π 0 参考矢量
0 0
参考矢量
2 （a）方式A (b)方式B 图 二相移相信号矢量图
−
π
2 二进制差分相移键控（DPSK）（续） DPSK）
cosωc t
−
a(0) 输出
相加
a(1)
输入
串/并 变换
π
2 移相
sin ω c t
平衡 调制器
(0,1) b(1)
(1,1))
(b)
ab
正交支路b (a)
表QPSK 信号相位编码逻辑关系
a b a 平衡调制器输出 b 平衡调制器输出 合成相位 1 1 0o 270 o 315 o 0 1 o 180 o 270 o 225 0 0 o 180 90 o o 135 1 0 0o 90 o 45 o
{ }
0
1
已调载 2PSK {φ} 0 波每个 {φ1} 0 π 码元的 2DPSK {φ2} π 0 相位 {Δφ } π 相对码 {bk } （1） （2） 1 0 0 1
π 0 π 0 0 0 0 1
0 π π 0 π π π 0 0 0 0 0 1
π 0 0 π 初相为0相
初相为π相
π 0
π π 0 π 0 1 0 1 0 π相位差与初相无关 0 1
A 方式
0 o 90 o 180 o 270
B 方式 o 45 o 135 o 225 o 315
01 01 11 参考相位 11 10 00
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2DPSK可以与2PSK具有相同形式的表达式。所不 同的是2PSK中的基带信号s(t)对应的是信息码序列；而 2DPSK中的基带信号s(t)对应的是码变换后的差分码序 列。2DPSK信号的信号带宽为
B2DPSK = B2PSK = 2 fs 与2ASK的相同，也是基带信号带宽的两倍
二进制差分相移键控
a 2DPSK信号
相乘 c b
载波发生器
低通
d 抽样判决 e 码变换 f 差分码 信息码
位定时
a
b
c
d
e
f
0 0 1 0110
9
二进制差分相移键控
延迟差分相干解调法 ¾ 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，又称相位比较法
2DPSK 信号
相乘
低通
抽样判决 信息码
二进制差分相移键控
三、2DPSK信号的解调
相干解调加码反变换法 ¾ 先对2DPSK信号进行相干解调，恢复出差分码，再经 码反变换器变换为信息码，从而恢复出发送的二进制 数字信息序列 2DPSK如何解决载波相位模糊问题？
8
4
_《_通_信_原_理_》__国_防_科_技__大_学_电_子_科_学_与_工_程__学_院__马_东_堂_
¾差分译码规则
an = bn ⊕ bn−1
6
3
_《_通_信_原_理_》__国_防_科_技__大_学_电_子_科_学_与_工_程__学_院__马_东_堂_
二进制差分相移键控
¾ 2DPSK信号的矢量图 π /2
参考相位
参考相位 −π / 2
(a) A方式
(b) B方式
9 在B方式中，当前码元的相位相对于前一码元的相位改变 ±π/2。在相邻码元之间必定有相位突跳，在接收端检测此 相位突跳就能确定每个码元的起止时刻。
二进制差分相移键控
二、2DPSK信号的产生方法
cosωct
π
1800 移相
s2DPSK (t )
s( t )
¾ 先对二进制数字基带信号进行差分编码，把表示数字信息序 列的信息码变换成差分码， 然后根据相对码进行绝对调相
5
二进制差分相移键控
¾ 差分码可取传号差分码或空号差分码。传号差分码的 编码规则
bn = an ⊕ bn−1
1
2
1
_《_通_信_原_理_》__国_防_科_技__大_学_电_子_科_学_与_工_程__学_院__马_东_堂_
二进制差分相移键控
一、2DPSK原理
2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数 字信息，又称相对相移键控
假设Δϕ为当前码元与前一码元的载波相位差，定义数字 信息与Δϕ 之间的关系为
_《_通_信_原_理_》__国_防_科_技__大_学_电_子_科_学_与_工_程__学_院__马_东_堂_
第二十三讲 二进制相移键控 和差分相移键控
第二节 二进制差分相移键控
二进制差分相移键控
一、2DPSK原理 二、2DPSK信号的产生方法 三、 2DPSK信号的解调 四、 2DPSK信号的功率谱密度
延迟TS
位定时
延迟差分相干解调
10
5
_《_通_信_原_理_》__国_防_科_技__大_学_电_子_科_学_与_工_程__学_院__马_东_堂_
二进制差分相移键控
2DPSK a 信号 延迟TS
相乘 c 低通 d b 延迟差分相干解调
抽样判决 位定时
e 信息码
a
b c
d
e
0 0 移键控
12
6
Δϕ
=
⎧0, 表示数字信息“0” ⎨⎩π，表示数字信息“1”
数字信息与Δϕ之间的关系也可定义为
Δϕ
=
⎧ 0, 表示数字信息“1” ⎨⎩π，表示数字信息“0”
3
二进制差分相移键控
2DPSK信号波形 信息码 差分码
载波 2DPSK
信号
参考
t t
4
2
_《_通_信_原_理_》__国_防_科_技__大_学_电_子_科_学_与_工_程__学_院__马_东_堂_