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
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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
二进制移相键控
齐齐哈尔大学通信与电子工程学院实验教师预作报告实验课名称：通信系统仿真设计实验项目名称：二进制移相键控教学班级：通信10级教师姓名：房汉雄实验地点：6J510实验日期：2013.03.19实验十二二进制移相键控一、实验目的及要求1.掌握BPSK调制的基本原理与解调方法。
2.掌握载波同步的原理。
3.通过时域、频域波形分析系统性能。
二、实验环境计算机，带Windows操作系统三、实验原理调制原理：相移键控是一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。
移相键控分为绝对移相和相对移相两种。
以未调载波的相位作为基准的相位调制叫作绝对移相。
以二进制调相为例，取码元为“1”时，调制后载波与未调载波同相；取码元为“0”时，调制后载波与未调载波反相；“1”和“0”时调制后载波相位差180°。
PSK的调制有两种方法：1.模拟调制法2.键控法。
模拟调制法框图如图：PSK解调：PSK信号的解调通常采用相干解调法，相干解调的关键在于如何得到与PSK信号同频同相的相干载波。
PSK信号解调时存在“相位模糊”现象。
为了解决相位模糊的问题，出现了DPSK。
相干解调框图如图：四、实验内容及步骤：用二进制数字基带信号控制载频的相位调制实现调制称为移相键控PSK，即随着基带信号0、1的变化，载波的相位发生0、 的变化。
MATLAB中的BPSK模块完成调制解调工作。
系统仿真框图如下：仿真系统各模块的参数如下：Random-Integer Generator的主要参数Spectrum Scope 的主要参数Discrete-Time Scatter Diagram的主要参数BPSK Modulator Baseband(基带BPSK调制器)的主要参数AWGN Channel的主要参数Error Rate Calculation的主要参数BPSK基带调制信号的频谱图BPSK基带调制信号的星座图六、实验结果讨论Matlab的Simulink功能模块成功地对BPSK通信系统进行了可视化仿真，并给出了详细的实现方法和仿真结果，仿真结果与理论结果一致，充分的证明了simulink在通信系统仿真中的实用性。
二进制数字调制原理《通信原理》
二进制数字调制原理数字带通传输系统：包括数字调制和数字解调过程的数字传输系统。
数字调制：利用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程。
数字解调：通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程。
二进制数字调制：调制信号是二进制数字基带信号的调制，其载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。
1．二进制振幅键控（1）2ASK的表达式2ASK信号的一般表达式其中若取则相应的2ASK信号就是OOK信号，其表达式为（2）2ASK的波形图7-1 2ASK/OOK信号时间波形（3）2ASK的产生方法①模拟调制法（相乘器法）图7-2 模拟调制法原理框图②键控法图7-3 键控法原理框图（4）2ASK的解调方法①非相干解调（包络检波法）图7-4 非相干解调法原理框图非相干解调过程的波形分析图7-5 非相干解调过程的时间波形②相干解调（同步检测法）图7-6 相干解调法原理框图（5）2ASK的功率谱密度①表达式②示意图图7-7 2ASK信号的功率谱密度示意图③特性a．2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成；连续谱取决于g(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱由载波分量确定。
b．2ASK信号的带宽B2ASK是基带信号带宽的2倍，即其中，（码元速率）。
2．二进制频移键控（1）2FSK的表达式2FSK信号的一般表达式为式中，和分别是第n个信号码元的初始相位，在频移键控中，和不携带信息，通常令和均为0。
所以可简化为（2）2FSK的波形图7-8 2FSK信号的时间波形（3）2FSK的产生方法①模拟调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，称为连续相位FSK（CPFSK）。
②键控法图7-9 键控法产生2FSK信号的原理图产生的2FSK信号相邻码元之间的相位不一定连续。
（4）2FSK的解调方法①非相干解调图7-10 非相干解调法原理框图②相干解调图7-11 相干解调法原理框图（5）2FSK的功率谱密度①表达式②示意图图7-12 相位不连续2FSK信号的功率谱示意图③特性a．相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成；连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加，离散谱位于两个载频f1和f2处。
二进制移相键控 2PSK
5.3.1 二进制相移键控（2PSK）1. 一般原理及实现方法绝对相移是利用载波的相位（指初相）直接表示数字信号的相移方式。
二进制相移键控中，通常用相位0和来分别表示“0”或“1”。
2PSK已调信号的时域表达式为（5-58）这里，与2ASK及2FSK时不同，为双极性数字基带信号，即（5-59）式中，是高度为1，宽度为的门函数；（5-60）因此，在某一个码元持续时间内观察时，有，或（5-61）当码元宽度为载波周期的整数倍时，2PSK信号的典型波形如图5-17所示。
图5-17 2PSK信号的典型波形2PSK信号的调制方框图如图5-18示。
图（a）是产生2PSK信号的模拟调制法框图；图（b）是产生2PSK信号的键控法框图。
图5-18 2PSK调制器框图就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对要求不同，因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。
而就键控法来说，用数字基带信号控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。
2PSK信号属于DSB信号，它的解调，不再能采用包络检测的方法，只能进行相干解调，其方框图如图5-19。
工作原理简要分析如下。
图5-19 2PSK信号接收系统方框图不考虑噪声时，带通滤波器输出可表示为（5-62）式中为2PSK信号某一码元的初相。
时，代表数字“0”；时，代表数字“1”。
与同步载波相乘后，输出为（5-63）经低通滤波器滤除高频分量，得解调器输出为（5-64）根据发端产生2PSK信号时（0或）代表数字信息（“1”或“0”）的规定，以及收端与的关系的特性，抽样判决器的判决准则为（5-65）其中为在抽样时刻的值。
2PSK接收系统各点波形如图5-20所示。
可见，2PSK信号相干解调的过程实际上是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程，故常称为极性比较法解调。
由于2PSK信号实际上是以一个固定初相的末调载波为参考的，因此，解调时必须有与此同频同相的同步载波。
SystemView二进制差分相移键控DPSK
例七：二进制差分相移键控DPSK一、实验原理前一个实验我们讲述了绝对调相2PSK 的仿真系统，但在2PSK 系统中，由于本地参考载波有0、π模糊度，因而解调得到的数字信号可能极性完全相反，从而造成1和0倒置。
这对于数字传输来说当然是不能允许的。
克服相位模糊度对相干解调影响的最常用而又有效的办法是在调制器输入的数字基带信号中采用差分编码， 即相对调相（2DPSK ），也叫二进制差分相移键控。
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相位变化传送数字信息。
实现相对调相的最常用方法是：首先对数字基带信号进行差分编码，即由绝对码表示变为相对码（差分码）表示，然后再进行绝对调相。
原理方框图a(n)因为二进制绝对码与相对码之间符合模2加的关系，即有b n =a nbn-1a n =b n b n-1因此二进制差分编码器和解码器组成如图2.7.2所示，其中：{a n }为二进制绝对码序列，{b 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使用D 触发器，而是使用操作库中的“数字采样延迟块”。
由于系统的采样频率为10000Hz ，绝对码时钟频率为100Hz ，故延迟一个码元间隔需100个系统采样时钟。
差分编码器解码器由下列图标组成。
PN 码 发生器 差 分 编码器 2PSK 系 统 差 分 译码器 a´(n) 图2.7.1 DPSK 系统组成原理框图^ Q CKD a n发送码时钟 b n -1 b nD Q CK 位同步时钟 b nb n-1^ a n (a) 发送差分编码器 (b) 接收差分解码器图2.7.2 差分编码、解码原理框图^ ^ 差分编码器 差分译码器图2.7.3二、实验步骤1、仿真系统电路，如图2.7.3所示图2.7.3 DPSK仿真系统电路参数设置：Token 0：基带信号－PN码序列（频率=100Hz，电平=2Level，偏移=0V）Token 1：逻辑异或（Operator库/Logic组/Xor项）Token 2：数字采样延迟块（Operator库/Delays组/Samp Delay项，参数Fill Last Register, Delay(Samples)=100)Token 3：观察窗Token 4：观察窗Token 5：数字采样延迟块，同Token 2Token 6：逻辑异或（Operator库/Logic组/Xor项）Token 7：乘法器Token 8：载波－正弦波发生器，频率=1000HzToken 9：乘法器Token 10：载波－正弦波发生器，频率=1000HzToken 11：模拟低通滤波器（频率=225Hz，极点个数=3）Token 12：观察窗Token 13：采样器Token 14：保持（Gain=1）Token 15：比较器(a>b)Token 16：比较电平(Amp=0,Frequency=0)Token 17：观察窗2、运行时间的设置运行时间=0.5s 采样频率：10000Hz3、运行系统在System View系统窗内运行电路后，观察各信号接收器的波形。
二进制绝对相移键控(2PSK)与相对相移键控(2DPSK)
二进制绝对相移键控（2PSK）与相对相移键控（2DPSK）查看: 16339|评论: 1摘要: 概念：二进制相移键控（2PSK 和2DPSK）是利用二进制数字基带信号去控制连续载波的相位，其相位携带数字基带信号的信息。
二进制相移键控可分为二进制绝对相移键控（2PSK）和二进制相对相移键控（2DPSK）。
...概念：二进制相移键控（2PSK 和2DPSK）是利用二进制数字基带信号去控制连续载波的相位，其相位携带数字基带信号的信息。
二进制相移键控可分为二进制绝对相移键控（2PSK）和二进制相对相移键控（2DPSK）。
一、2PSK 与2DPSK 的时域与频域分析1．二进制绝对相移键控(2PSK)2PSK 信号用码元的初相位表示数字基带信号。
例如用相位0 和分别表示二进制信号“0”和“1”。
（也可以取相反的形式）2PSK 信号的时间波形为图1 2PSK 信号的时间波形2PSK 信号的时间表达式其中可以看出，2PSK 信号相当于用矩形双极性不归零数字基带信号与载波相乘，故也可表示成2PSK 的实现方式如图2 所示，图2 2PSK 信号的产生方式2PSK 信号的解调通常都是采用相干解调,但在相干解调过程中需要用到与接收的2PSK 信号同频同相的相干载波，由于本地载波的载波相位是不确定的,因此,解调后所得的数字信号的符号也容易发生颠倒，这种现象称为相位模糊。
这是采用绝对相移键控的主要缺点，因此这种方式在实际中已很少采用，在实际应用中使用较多的是二进制相对(差分)相移键控(2DPSK)。
2．二进制相对相移键控（2DPSK）2DPSK 是利用前后相邻码元载波相位的相对变化表示数字信息。
相对相位定义为本码元初相与前一码元初相的差，符合CCITT 国际标准的与数字信息的关系有或由第一种定义可画出数字信息为001101 的2DPSK 信号的时间波形如图3 所示。
图3 2DPSK 信号的时间波形2DPSK 信号可以看做是对数字基带信号先进行差分编码，再进行2PSK 调制的结果。
QPSK和OQPSK以及MSK调制
举例
若定义Δφ为2DPSK方式下本码元初相与前一码元初相之差，
并设Δφ＝π相→“1”、 Δφ＝0相 →“0”，为了比较，设2PSK方式
下φ＝π相→“0”、 φ＝ 0 相 →“1”，则数字信息序列与 2PSK、
2DPSK信号的码元相位关系如表所示。
表：数字信息序列与已调载波相位关系
号。这种解调方法与极性比较法相比，相位比较法解调的原
理就是直接比较前后码元的相位。
相乘器
已调DQPSK信号
低通
滤波器
抽样
判决
码元
形成
4 移相
定时
延迟
TS
并/串
变换
定时
移相
4
相乘器
低通
滤波器
抽样
判决
码元
形成
输出
四相相移键控QPSK
QPSK信号可写成：
SQPSK
2Es
cos[2f c t (i 1) ]
之处在于：这里的逻辑选相电路除了完成选择载波的相位
外，还应实现将绝对码转换成相对码的功能。
输入
串/并
变换
逻辑选相电路
45
135
225
315
四相载波发生器
带通
滤波器
输出
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
恢复
a k
1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1
bk 1 0
1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0
二进制相移键控（2PSK）和二进制差分移相键控（2DPSK）_通信原理（第3版）_[共6页]
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第6章 数字信号的载波传输 189图6-11 2FSK 信号的过零检测法【例6.2.1】 设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，两个载频为1000Hz 和2500Hz 。
试讨论可以采用什么方法解调这个2FSK 信号。
解：由于11000Hz s B sf R T ===，121500Hz 2s f f f −=<，则组成2FSK 信号的两个2ASK 信号的频谱有部分重叠，2FSK 相干解调器和非相干解调器上、下两个支路的带通滤波器不可能将两个2ASK 信号分开。
所以不能采用相干解调和包络检波法（非相干解调）解调此2FSK 信号。
可以采用过零检测法解调此2FSK 信号，因为它不需要用滤波器将两个2ASK 信号分开。
6.2.3 二进制相移键控（2PSK）和二进制差分相移键控（2DPSK）相移键控是利用载波相位的变化来传递数字信息，通常可以分为绝对相移键控（2PSK ）和差分（相对）相移键控（2DPSK ）两种方式，下面分别讨论。
1．二进制绝对相移键控（2PSK ）一般地如果二进制序列的数字信号“1”和“0”，分别用载波的相位π和0这两个离散值来表示，而其幅度和频率保持不变，这种调制方式就称为二进制绝对相移键控。
也就是说，绝对相移键控是指已调信号的相位直接由数字基带信号控制。
设二进制符号及其基带信号波形与前面假设一样，则2PSK 信号的一般表达式为()2PSK ()cos ()cos n s c c n S t a g t nT t s t t ωω=−=∑（6.2-18）值得注意的是，虽然式（6.2-18）与2ASK 的表示形式一样，但这里的n a 有着不同的含义，即1,1,n P a P +⎧=⎨−⎩出现概率为出现概率为1- （6.2-19）通信原理（第3版）190这里()s t 是与n a 对应的双极性矩形脉冲序列。
在一个码元周期S T 内，二进制绝对相移键控信号可以表示为()()()2PSK cos 0cos π1c c t P S t t P ωω⎧+⎪=⎨+−⎪⎩概率为概率为 （6.2-20）即发送二进制符号“0”时（n a 取+1）()2PSK S t 取0相位；发送二进制符号“1”时（n a 取-1）()2PSK S t 取π相位。
二进制差分相移键控(2DPSK)基本原理教案设计word精品文档5页
二进制差分相移键控（２ＤＰＳＫ）基本原理教案设计〖课程名称〗《通信原理》（樊昌信、曹丽娜编著，国防工业出版社）。
〖课题〗二进制差分相移键控（2DPSK）基本原理。
〖授课时数〗1节。
〖教学目的〗通过对2DPSK的原理分析，让学生掌握2DPSK信号的时域波形极其调制与解调原理。
〖教学构思〗1．课前布置预习，要求学生阅读本节内容，了解2DPSK的基本原理。
2．以提问方式引入新课。
3．引导学生在分析2DPSK基本原理的过程中掌握2DPSK信号的调制与解调的分析方法。
〖教学重点〗2DPSK信号时域波形中的相位关系，2DPSK信号的调制与解调原理。
〖教学难点〗2DPSK信号时域波形中的相位关系。
〖教学方法〗讲授、提问。
〖教具〗笔记本电脑、投影仪、电子教鞭、粉笔。
〖教学过程与时间分配〗1．复习旧课（约2分钟）提问：2PSK具有什么特点？它为什么不能作为实用的数字调制方式？存在什么问题？2．课题引入：（约2分钟）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”变为“1”，判决器输出数字信号全部出错。
这种现象称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。
为了克服这种缺点，提出了二进制差分相移键控（2DPSK）方式。
〖教学内容〗（约33分钟）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，所以又称相对相移键控。
假设j△为当前码元与前一码元的载波相位差，定义数字信息与j△之间的关系为：于是可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系示例如下：相应的2DPSK信号的波形如下：由此例可知，对于相同的基带信号，由于初始相位不同，2DPSK信号的相位可以不同。
即2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元的相对相位才决定信息符号。
二进制相移键控基本原理_92383
二进制相移键控基本原理今天来聊聊二进制相移键控的原理啊。
我开始接触这个概念的时候，就觉得很神秘呢。
你看啊，咱们生活中经常会碰到信号传输的事。
就像咱们打电话，声音是怎么从一个人的手机传到另一个人的手机上的呢？这里面就涉及到了各种各样的信号处理技术，二进制相移键控就是其中很重要的一种。
打个比方吧，你见过那种古代的烽火台没？如果把烽火台当作一个信号发射装置的话，它有两种状态，有烟和无烟。
这就有点像二进制相移键控里的0和1。
二进制相移键控呢，就是利用正弦波在两种不同的相位状态（通常就是0度和180度，这就类比于烽火台的有烟和无烟）之间切换来传递信息的。
具体来说，这个信号源能产生一个高频的载波信号。
如果我们要传输的数据是0，就使这个载波信号保持初始相位；要是传输的数据是1呢，就把载波信号的相位改变180度。
这就相当于通过相位的变化把0和1的信息加载到载波信号上了。
然后这个已调信号就可以发送出去了。
说到这里，你可能会问，为啥要用相位来传递信息呢？老实说，我一开始也不明白。
后来才知道，这样做有很多好处。
比如说，在一些信道比较复杂的情况下，相移键控方式对噪声和干扰有较好的抵抗能力。
在实际生活中的应用，最明显的就是在数字通信里面啦，像手机通信、卫星通信这些。
比如说你的手机发送数据给基站，就很可能采用二进制相移键控这种方式来进行调制，这样能保证信号比较稳定地传输，基站也能准确地接收到信息。
不过，虽然我已经了解了基本原理，但是这个技术在更复杂的环境下进行多信号处理的时候，我还是有点困惑。
这里面还有很多参数要确定，比如信号的带宽和功率要求之类的，感觉是很深奥的领域。
我猜会有很多专家一直在钻研这些问题。
所以啊，我分享了我对二进制相移键控原理的理解，有没有朋友有不同的看法或者能给我解开一些疑惑的？希望大家能一起讨论下哦。
同时呢，这也让我在思考，随着科技的发展，这种调制技术会不会有一些新的变化或者和其他技术融合的可能呢？反正我觉得这么基础又重要的技术就像是一座大楼的基石，它可还有很多潜力可以挖掘呢。
二进制相移键控基本原理
二进制相移键控基本原理今天来聊聊二进制相移键控的原理。
我最开始接触这个概念是在研究通信技术的时候。
咱们就从生活中的一个小场景说起吧。
你想啊，假如你和朋友玩一种特别的游戏，你们只能通过闪手电筒来传递信息，而且只有两种状态，亮亮闪闪的方式就类似于二进制里的0和1。
这就有点像二进制相移键控的雏形啦。
二进制相移键控呢，简单来说，就是通过改变信号相位来表示不同的二进制信息。
这里的相位是什么呢？打个比方，就像咱们看时钟，时针指向不同的刻度就好像是不同的相位。
在二进制相移键控里，0和1就对应着不同的相位状态。
比如说，0可能对应的是0度相位，1可能对应的是180度相位。
有意思的是，传输信号为啥要用这种改变相位的方式呢？其实是为了更有效地利用通信资源。
就好比我们在有限的道路上（通信信道），想要运送更多种类的货物（信息），那就得通过巧妙的方式去标记这些货物，改变信号相位就像是给货物贴上特殊的标签。
说到这里，你可能会问，那接收端是怎么识别这些相位所代表的二进制数呢？接收端就像一个很聪明的小助手，它能够根据接收到的信号相位的变化，准确判断是0还是1。
这其实依赖于一些特定的算法和线路设计。
在实际应用方面，二进制相移键控在早期的数字通信里应用非常广泛。
举个例子，以前的一些无线电台和最早期的数字调制解调器就用这种技术。
不过，它也有注意事项哦。
因为在实际传输中可能会受到噪声或者干扰，就像咱们传递闪手电筒信息的时候突然有别的强光晃眼睛了，这就可能导致接收端识别错误。
我一开始也不明白为啥不能直接用高低电平这种简单方式，非要采用这么复杂的相移键控呢？后来才知道这是为了适应越来越复杂的通信需求。
在学习这个原理的过程中，我逐渐明白每一个技术都是逐步发展来的。
这里还有延伸的思考，随着技术越来越发达，二进制相移键控是否会逐渐被新的技术完全替代呢？现在的通信技术发展飞快，像更复杂的正交相移键控等技术不断出现，但二进制相移键控作为基础，依然在某些简单设备中有着不可或缺的地位。
二进制相移键控(2PSK)
二进制相移键控(2P S K) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN二进制相移键控（2PSK ）2PSK 信号的表达式在2PSK 中，通常用初始相位0和?分别表示二进制“1”和“0”。
因此，2PSK 信号的时域表达式为:)cos(A )(2PSK n c t t S ϕω+=式中，?n 表示第n 个符号的绝对相位： ⎩⎨⎧=”时发送“”时发送“，01,0πϕn 因此，上式可以改写为:⎩⎨⎧-=-PP t t t S c c 1,cos A ,cos A )(2PSK 概率为概率为ωω 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：()t t f t S c ωcos )(2PSK =式中: ∑-=ns n nT t g a t f )()(这里，g (t )是脉宽为T s 的单个矩形脉冲，而a n 的统计特性为:⎩⎨⎧-=-P P n a 1,1,1概率为概率为 即发送二进制符号“1”时（a n 取+1），S 2PSK (t )取0相位；发送二进制符号“0”时（ a n 取 -1）， S 2PSK (t )取?相位。
这种以载波的不同相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 信号的调制模拟调制的方法0 01 0 t 1Ts 乘法器 ) ( 2 S PSK 双极性 不归零t 0 ? cos ) ( t f 码型变换 单/双键控法2PSK信号的解调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)。
S2PSK 的“倒∏现象”或“反向工作”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”变为“1”，判决器输出数字信号全部出错。
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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_