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 。
tnTtgate
c
n
snPSK
ωcos)]([)(
2 ∑
= (7.1-9)
其中
n
a 应选择双极性,即
=
P
P
a
n
1,1
,1
发送概率为发送概率为
(7.1-10)
若 )(tg 是脉宽为
s
T 高度为 1 的矩形脉冲时,则有
=
Pt
Pt
te
c
c
PSK
1,cos
,cos
)(
2
发送概率为发送概率为
ω
ω
(7.1-11)
若用
n
表示第 n个符号的绝对相位,则有
=
符号发送符号发送,
0,180
10
0
0
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。
7-2
乘法器
)(
2
te
PSK
双极性不归零
t
c
ωcos
)(ts
码型变换
(a)
t
c
ωcos
)(ts
)(
2
te
PSK
开关电路移相
0
180
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
te
PSK
t
c
ωcos
图 7-13 2PSK 信号的解调原理图
当恢复的相干载波产生 180
o
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2 PSK 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。
7-3
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,
=?
”表示数字信息“,
”表示数字信息“
1
0,0
π
数字信息与 之间的关系也可以定义为
=?
”表示数字信息“,
”表示数字信息“
0
1,0
π
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
7-4
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
c
ωcos
)(ts
)(
2
te
DPSK
开关电路移相
0
180
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。
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
te
DPSK
延迟T s
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
《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 。
tnTtgate
c
n
snPSK
ωcos)]([)(
2 ∑
= (7.1-9)
其中
n
a 应选择双极性,即
=
P
P
a
n
1,1
,1
发送概率为发送概率为
(7.1-10)
若 )(tg 是脉宽为
s
T 高度为 1 的矩形脉冲时,则有
=
Pt
Pt
te
c
c
PSK
1,cos
,cos
)(
2
发送概率为发送概率为
ω
ω
(7.1-11)
若用
n
表示第 n个符号的绝对相位,则有
=
符号发送符号发送,
0,180
10
0
0
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。
7-2
乘法器
)(
2
te
PSK
双极性不归零
t
c
ωcos
)(ts
码型变换
(a)
t
c
ωcos
)(ts
)(
2
te
PSK
开关电路移相
0
180
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
te
PSK
t
c
ωcos
图 7-13 2PSK 信号的解调原理图
当恢复的相干载波产生 180
o
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2 PSK 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。
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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,
=?
”表示数字信息“,
”表示数字信息“
1
0,0
π
数字信息与 之间的关系也可以定义为
=?
”表示数字信息“,
”表示数字信息“
0
1,0
π
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
7-4
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
c
ωcos
)(ts
)(
2
te
DPSK
开关电路移相
0
180
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。
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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
te
DPSK
延迟T s
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