BPSK调制原理

原理：

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，可定义一种数字信息与∆ϕ之间的关系为

则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所示

数字信息与∆ϕ 之间的关系也可以定义为

2DPSK 信号调制过程波形如图1所示。

图1 2DPSK 信号调制过程波形

可以看出，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二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK 信号调制器原理图如图2所示。

0,01φπ⎧∆=⎨

⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”

()(

)1 1 0 1 0 0 1 10

2DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0

ππππππ

ππππ二进制数字信息：信号相位：或0,10φπ⎧∆=⎨

⎩表示数字信息“”

，表示数字信息“”

绝对码

相对码

载波

DP SK 信号10

1100101 0 0 1 0 1 1 0 2

开关电路

图2 2DPSK 信号调制器原理图

其中码变换即差分编码器如图3所示。在差分编码器中：{a n }为二进制绝对码序列，{d n }为差分编码序列。D 触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView 中此延迟环节一般可不采用D 触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块”。

二进制差分相位键控（2DPSK ）的解调

1、实验目的：

（1）了解2DPSK 系统解调的电路组成、工作原理和特点； （2）掌握2DPSK 系统解调过程信号波形的特点； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：

以2DPSK 作为系统输入信号，码速率Rb ＝10kbit/s 。

（1）采用相干解调法实现2DPSK 的解调，分别观察系统各点波形。 （2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：

相干解调法：

2DPSK 信号可以采用相干解调方式(极性比较法)，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

图3差分编码器

信息。解调器原理图和解调过程各点时间波形如图13(a)、(b)所示：

其中码反变换器即差分译码器组成如图14所示。在差分译码器中：{ˆn

d }为差分编码序列，{ˆn a

}为差分译码序列。D 触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView 中此延迟环节一般可不使用D 触发器，而是使用操作库中的“延迟图符块

”。

4、 系统组成、图符块参数设置及仿真结果：

相干解调法：

相干解调法的系统组成如图16 所示。

(a )

a

b

c

d

e f

(b )e 1011

000

a

b

c d

e f

(b )e 2DPSK (t )a c d e f 101100

0图13 2DPSK 信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形

图1 4 差分译码器

图16 相干解调法的系统组成

其中，图符11为带通滤波器，图符13实现相干载波的提取，图符12为乘法器，图符15为低通滤波器，图符16、17、18实现抽样判决，图符19、20实现差分解码。图符19输出再生的绝对码。图符的参数设置如表3所示。

编号库/名称参数

11 Operator: Linear Sys

Butterworth Bandpass IIR 3 Poles，Low Fc = 10e+3 Hz，Hi Fc = 30e+3 Hz Quant Bits = None，Init Cndtn = Transient，DSP Mode Disabled，FPGA Aware = True，RTDA Aware = Full

13 Comm: Costas VCO Freq = 20e+3 Hz，VCO Phase = 0 deg

Mod Gain = 1 Hz/v，Loop Fltr = 1 + 1/s + 1/s^2

Output 0 = Baseband InPhase ，

Output 1 = Baseband Quadrature

Output 2 = VCO InPhase ，Output 3 = VCO Quadrature t12

RTDA Aware = Full

15 Operator: Linear Sys

Bessel Lowpass IIR 3 Poles，Fc = 8e+3 Hz，Quant Bits = None，Init Cndtn = Transient DSP Mode Disabled，FPGA Aware = True，RTDA Aware = Full

16 Operator: Sampler Interpolating ，Rate = 10e+3 Hz，Aperture = 0 sec，Aperture Jitter = 0 sec

17 Operator: Hold Last Value ，Gain = 1，Out Rate = 200e+3 Hz

18 Logic: Buffer Gate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 v

False Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec

19 Logic: XOR Gate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 v

False Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec

20 Operator: Delay Non-Interpolating，Delay = 100.e-6 sec，Output 0 = Delay t19

Output 1 = Delay - dT

调制信号为PN序列，码速率Rb＝10kbit/s；正弦载波的频率为20k Hz。

系统定时：起始时间0秒，终止时间1.95e-3秒，采样点数500，采样速率300e+3Hz，