二进制差分相移键控
2dpsk差分相干解调原理
2dpsk差分相干解调原理
差分相移键控（DPSK）是一种数字通信调制技术，可以通过相位变化来传输二进制数据。
差分相干解调是一种用于接收和解码DPSK信号的方法。
下面将介绍2DPSK差分相干解调的原理。
在2DPSK中，每个二进制位被映射为一个相位状态。
相位状态的变化表示二进制数据的转换。
解调接收器在接收信号时，首先需要进行载波恢复。
这可以通过接收信号中的前一个符号和当前符号的相位差来实现。
差分相干解调中存在两个关键环节：相位差量化和符号解码。
首先是相位差量化。
接收器测量前一个符号和当前符号的相位差，并将其量化为离散的值。
这一步骤通常使用相位锁环（PLL）实现，它可以追踪并锁定接收信号的相位。
接下来是符号解码。
已经量化的相位差被用于解码二进制数据。
接收器将量化的相位差与已知的差分相移键控方案进行匹配，以确定二进制位的状态。
差分相干解调的原理在于利用差分编码的特性来提高信号的抗干扰能力。
由于差分编码仅仅依赖于相位差的变化，而不会受到绝对相位的影响，因此可以减少传输中的相位偏移导致的错误解码。
总结一下，2DPSK差分相干解调是一种用于接收和解码DPSK信号的技术。
它通过相位差量化和符号解码来恢复原始的二进制数据。
相位差量化使用相位锁环来锁定接收信号的相位，而符号解码则利用量化的相位差匹配已知的差分相移键控方案来确定二进制位的状态。
这种解调方法提高了信号的抗干扰能力，使得传输更可靠和稳定。
2dpsk差分相干解调原理
2DPSK差分相干解调原理
差分相干解调是一种用于解调2DPSK（2进制差分相移键控）调
制信号的方法。
在差分相干解调过程中，接收端需要知道发送端每个
码元的相位差，以便正确解调信号。
差分相干解调的原理如下：
1. 接收端接收到2DPSK调制信号，并进行适当的抽样以获得离
散的信号样本。
2. 在差分相干解调中，接收端首先需要估计接收到的信号的初
始相位。
这可以通过接收到的前一个码元和当前码元的相位差来计算。
初始相位估计可以通过与参考信号进行比较来进行。
3. 接下来，接收端将估计的初始相位应用于接收到的信号，并
将其与预期的差分相位差进行比较。
预期的差分相位差可以根据接收
到的前一个码元的相位差来计算。
4. 如果接收到的信号的相位差与预期的差分相位差相符，则接
收端认为当前码元为0；否则，认为当前码元为1。
5. 最后，接收端将解调得到的二进制码元组合起来，以获得原
始的数字信号。
差分相干解调适用于在传输过程中可能存在频偏和相位偏移的情
况下。
它能够有效地解调2DPSK调制信号，并且对于传输通道的变动
具有一定的鲁棒性。
7.1二进制数字调制原理
k
t
e2 ASK ( t ) s( t ) cos c t
(b)
载波 n
s(t)
.双边带调幅信号
s(t) e 0(t) cosωct
2、2ASK信号的产生
s(t)
x
x ～
e0(t)
～ k
载波 s(t)
e0(t) s(t) e0(t) s(t)
k
1
0
0
cosω 载波ct
e0(t) s(t)
e0(t
半波或全 波整流
LPF
v1
抽 样 判决器
s(t )
BPF2
y2 (t )
半波或全 波整流
LPF
v2
定时脉冲
解调器
非相干解调
BPF1 2FSK
f1 中心频率 f2
x
LPF
cos c1t
v1
抽 样 判决器
s(t )
BPF2
x
LPF
v2
定时脉冲
cos c 2t
解调器
相干解调
其它解调方法：鉴频法、差分检测法和过零检测法等
s( t ) an g( t nTs )
n
1 概率为P ("1" ) an 1 概率为1 P ("0" )
g(t)是幅度为1，宽度为Ts的矩形脉冲
e2 PSK ( t ) cos c t
2、2PSK信号的产生
(1)模拟调制法
(2)键控法
3、2PSK信号的解调
第7章 数字带通传输系统 为什么要调制？ .匹配信道 .天线设计 .FDM .最小化干扰的影响 7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控(2ASK)
2psk与2dpsk调制与解调原理 -回复
2psk与2dpsk调制与解调原理-回复2PSK（2相移键控）和2DPSK（2差分相移键控）是常见的数字通信调制与解调技术，它们在许多无线通信系统中得到广泛应用。
本文将一步一步回答有关这两种调制与解调原理的问题，以帮助读者更好地理解它们。
首先，我们来解释一下PSK和DPSK的概念。
相移键控（PSK）是一种调制技术，其中不同的信息比特被编码为不同的相位值。
而差分相移键控（DPSK）则是一种变体，其中相邻的信息比特之间的相对相位差被编码为符号值。
1. 什么是2PSK调制与解调？2PSK是一种二进制调制技术，其中每个符号代表一个比特。
调制过程中，数字信号通过改变载波的相位来传输信息。
正弦波的相位可以取0度或180度来表示不同的比特值。
解调过程中，接收端通过检测正弦波的相位来恢复原始的比特信息。
2. 什么是2DPSK调制与解调？2DPSK也是一种二进制调制技术，其中每个符号代表一个比特。
与2PSK 不同的是，2DPSK采用差分编码方式，将相邻比特之间的相对相位差编码为不同的符号值。
调制过程中，相位的改变不再表示比特值，而是表示相对相位差的变化。
解调过程中，接收端通过检测相对相位差的变化来恢复原始的比特信息。
3. 2PSK的调制过程是怎样的？2PSK调制过程的关键就是改变载波的相位来代表不同的比特值。
在调制器中，原始二进制数据流被转换为正弦波信号。
如果比特为1，则正弦波的相位被设定为180度；如果比特为0，则正弦波的相位为0度。
通过这种方式，二进制数据被转换为相位值，并传输到接收端。
4. 2PSK的解调过程是怎样的？2PSK解调过程的关键是检测接收信号的相位来恢复原始的比特信息。
在解调器中，接收到的信号经过变换后，被转换为数字信号。
这个过程通常涉及使用锁相环等技术来跟踪接收信号的相位。
根据相位的变化，解调器可以判断每个符号的比特值是0还是1。
5. 2DPSK的调制过程是怎样的？2DPSK采用差分编码方式，将每个比特的相对相位差编码为不同的符号值。
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
3.3 二进制数字调制原理
1 , 概率为 P an 1 P 0 , 概率为 CUMT LIShiyin
7
Communication
3.3.2
2FSK系统的原理
Ch3 数字调制传输系统
2） 解调原理
非相干 (包络)检测，相干解调，过零点 检测和差分检测法。 1 0 0 1 (1) 相干和非相干解调
传递数字信息。 对于二进制，载波频率随着数字调制 信号不同在两个频率之间变化。
如“1”对应于载波频率 f c1 对应于另一载波频率 。 f
c2
2002 Copyright
，则“0”
Page 5
CUMT LIShiyin 5
Communication
3.3.2
2FSK系统的原理
Ch3 数字调制传输系统
一旦接收端参考相位发生变化，则恢复出的数 字信息也会出现0和1的反转，从而导致接收端错误 接收。
这种现象通常称为2PSK的“倒”现象 或“反向工作”现象。 Page 13 2002 Copyright CUMT LIShiyin 13
Communication
3.3.3
2PSK系统的原理
Ch3 数字调制传输系统
Communication
Ch3 数字调制传输系统
3.3 数字信号的调制传输
数字调制的过程就象用数字信息去控制开关， 从几个具有不同参量的独立振荡源中选择所需参量， 所以把数字调制称为“键控”。
3.3.1 二进制数字调制原理
2ASK，2FSK，2PSK（2DPSK）
1 二进制幅度键控（2ASK）
载波幅度随数字调制信号 (1 和 0) 而在两个电 平之间变化。其最简单的形式称为通-断键控 (OOK)，即载波在数字信号1或0的控制下通或断。
2DPSK和2PSK性能分析
2DPSK和2PSK性能分析首先，我们先来了解一下2DPSK（二进制差分相移键控）。
2DPSK使用相位偏移来表示数字信息。
相位的变化决定了数字的0和1、在2DPSK 中，每个比特对应于两个相位：0对应于0度或者180度的相位，1对应于90度或者270度的相位。
这种调制方式可以通过改变相位来传输数字信息，相对比较简单。
然而，它对相位误差非常敏感，因为不同的相位之间的边界很容易出现混淆。
接下来让我们看看2PSK（二进制相移键控）。
2PSK使用相位的不同来表示0和1、具体来说，数字0对应于0度相位，数字1对应于180度相位。
2PSK与2DPSK相比，每个比特只有两个可能的相位，使得相位的变化更加简单，从而使调制和解调的过程更加容易。
然而，2PSK对信道噪声和干扰更加敏感，因为相位的变化较少，相对较难区分不同的数字。
在性能分析方面，我们通常使用误比特率（BER）来衡量调制方式的性能。
BER是指在接收端，接收到错误的比特数与发射的比特总数之比。
较低的BER意味着较高的性能。
对于2DPSK和2PSK，性能分析的关注点主要集中在误比特率和信噪比（SNR）之间的关系。
SNR是信号功率与噪声功率之比，是衡量信号质量的一个重要指标。
通常来说，随着SNR的增加，BER会降低，表示信号的可靠性提高。
对于2DPSK调制方式，当SNR较低时，BER会较高。
这是因为在低信噪比下，相位之间的边界容易混淆，从而导致误比特率提高。
然而，当SNR高于一定阈值时，BER会逐渐趋近于零，这表明2DPSK在高信噪比下具有较好的性能。
相比之下，2PSK调制方式在低噪声条件下表现较好。
因为2PSK的相位变化较少，相对较容易区分不同的数字。
因此，在低SNR条件下，2PSK的BER通常较低。
然而，随着SNR的降低，BER会逐渐增加，直到达到一些阈值。
这是因为在低信噪比下，相位较少的变化可能会导致错误的比特判断，从而造成误比特率的增加。
需要注意的是，2DPSK和2PSK都具有误差传播的特点。
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)。
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。
因此，实际应用中真正作为传输用的数字调相信号几乎都是DPSK信号。
二进制差分相移键控2DPSK
1、一般原理与实现方法
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
则按照该规定可画出2DPSK信号的波形如图1所示。
由于初始参考相位有两种可能，因此2DPSK信号的波形可以有两种（另一种相位完全相反，图中未画出）。
为便于比较，图中还给出了2PSK信号的波形。
由图1可以看出：
（1）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能唯一确定信息符号。
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。
由于相对移相调制无“反问工作”问题，因此得到广泛的应用。
（2）单从波形上看，2DPSK与2PSK是无法分辩的，比如图1中2DPSK也可以是另一符
号序列（见图中下部的序列，称为相对码，而将原符号序列称为绝对码）经绝对移相而形成的。
这说明，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。
这就为2DPSK信号的调制与解调指出了一种借助绝对移相途径实现的方法。
这里的相对码，即差分码，其是按相邻符号不变表示原数字信息
“0”，相邻符号改变表示原数字信息“1”的规律由绝对码变换而来的。
绝对码和相对码是可以互相转换的，其转换关系为
（1）
（2）
这里,表示模二和。
使用模二加法器和延迟器（延迟一个码元宽度）可以实现上述转换，如图3（a）、（b）所示。
其中，图（a）是把绝对码变成相对码的方法，称其为差分编码器；图（b）是把相对码变为绝对码的方法，称其为差分译码器。
由以上讨论可知，相对相移本质上就是对由绝对码转换而来的差分码的数字信号序列的绝对相移。
那么，2DPSK信号的表达式与2PSK的形式应完全相同，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
（3）
这里
（4）
的关系由式（1）确定。
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4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4（a）]，也可用键控法[如图4（b）]。
图4 2DPSK调制器框图
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。
（1）相干解调-码变换法。
此法即是2PSK解调加差分译码，其方框图见图5-27。
2PSK
解调器将输入的2DPSK信号还原成相对码，再由差分译码器（码反变换器）把相对码
转换成绝对码，输出。
（2）差分相干解调法。
它是直接比较前后码元的相位差而构成的，故也称为相位比较法解调，其原理框图如图6（a）所示。
这种方法不需要码变换器，也不需要专门的相干载波发生器，因此设备比较简单、实用。
图中延时电路的输出起着参考载波的作用。
乘法器起着相位比较（鉴相）的作用。
图6（b）以数字序列=[1011001]为例，给出了2DPSK信号差分相干解调系统各点波形。
2、2DPSK信号的频谱和带宽
由前讨论可知，无论是2PSK还是2DPSK信号，就波形本身而言，它们都可以等效成双极性基带信号作用下的调幅信号，无非是一对倒相信号的序列。
因此，2DPSK和2PSK信号具有相同形式的表达式，所不同的是2PSK表达式中的s(t)是数字基带信号，2DPSK表达式中的s(t)是由数字基带信号变换而来的差分码数字信号。
据此，有以下结论：
（1）2DPSK与2PSK信号有相同的功率谱。
（2）2DPSK与2PSK信号带宽相同，是基带信号带宽的两倍，即
（5）
（3）2DPSK与2PSK信号频带利用率也相同，为
3、2DPSK系统的抗噪声性
（1）极性比较-码变换法解调时2DPSK系统的抗噪声性能
2DPSK信号极性比较-码变换方式解调时的误码率为
（6）
当相对码的误码时，式（5-88）可近似表示为
（7）
由此可见，码反变换器器总是使系统误码率增加，通常认为增加一倍。
（2）差分相干解调时2DPSK系统的抗噪声性能
2DPSK信号差分相干解调系统性能分析模型如图7所示。
由图7可知，对2DPSK差分相干检测解调系统误码率的分析，由于存在着带通滤波器输出信号与其延迟的信号相乘的问题，因此需要同时考虑两个相邻的码元，分析过程较为复杂。
在此，我们仅给出如下结论：
差分检测时2DPSK系统的最佳判决电平为
（8）
差分检测时2DPSK系统的误码率为
（9）
式中，为接收端带通滤波器输出端信噪比。
式（9）表明，差分检测时2DPSK系统的误码率随输入信噪比的增加成指数规律下降。
4. 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。
（3）2PSK系统存在“反向工作”问题，而2DPSK系统不存在“反向工作”问题。
因此，实际应用中真正作为传输用的数字调相信号几乎都是DPSK信号。
例用2DPSK在某微波线路上传送二进制数字信息，已知传码率为106波特，接收机输入端
的高斯白噪声的双边功率谱密度为＝W/Hz，若要求误码率。
（1）由于是相干解调-码变换法，应用式（7）
有
查函数表，得 2.75，所7.5625。
因为
W
所以，接收机输入端信号功率
×10－3W=4.81dBm
（2）对于差分相干解调，因为
所以
×W＝5.32dBm
由该例可见，在同样达到时，用相干解调-码变换法解调只比差分相干解调要求的输入功率低0.51dB左右，但差分相干法电路要简单的多，所以DPSK解调大多采用差分相干接收。