2DPSK与2PSK的比较

2DPSK与2PSK的比较

计算机与信息工程学院 XXX

指导教师 XX

摘 要 2DPSK能够克服2PSK的“倒π现象”。但是2DPSK采用A方式表示前后码元相对相移变换，仍然存在码元的定时问题。为了解决定时问题可以改用B方式表示码元的相位相对于前一码元的相位改变。本文选用SystemView进行系统仿真。

关键字 2DPSK；2PSK；倒π现象；B方式

1 引言

基于数字信号的传输优于模拟信号，所以数字信号的传输越来越重要。虽然近距离时可以由数字基带信号直接传输，但是进行远距离传输时必须将基带信号调制到高频处。二进制数字信号调制是数字调制的基本方式之一,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。在传输信号里，2PSK信号与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优点，也不会产生误码，把2PSK体制改进为二进制差分相移键控（2DPSK），及相对相移键控。

2 Systemview软件简介

SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块（Token）去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从

SystemView配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。

SystemView的库资源十分丰富，包括信号源库、算字库、函数库、信号接收器库等基本库，通信图符库、DSP库、逻辑库、射频模拟库等专业库。本文主要涉及到信号源库、逻辑库、加法器、乘法器、算字库、信号接收器库。部分图标如下：

3 设计原理

3.1 2PSK的调制解调原理

2PSK(二进制移相键控方式)是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK)，也称为绝对相移方式。

（1）2PSK的调制

2PSK的产生：模拟法和数字键控法，就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对s(t)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s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。

2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ码组成。因此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度

相同的方法。

（2）2PSK的解调

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。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下：

3.2 2DPSK的调制解调原理

（1）2DPSK的调制

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??，可定义一种数字信息与??之间的关系为

?0,表示数字信息“0”????1??，表示数字信息“”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

二进制数字信息：1 1 0 1 0 0 1 102DPSK信号相位：?0? ?0 0 ???0??或 ???0 ??00 0 ?0 0数字信息与?? 之间的关系也可以定义为

1?0,表示数字信息“”??????，表示数字信息“0”2DPSK信号的产生方法是先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对码变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对调相，从而变成二进制差分相移键控信号。2DPSK信号调制器原理框图如图1所示。

图1 2DPSK调制框图

（2）2DPSK解调原理

2DPSK信号有两种解调方式：极性比较法和差分相干解调法。

2DPSK信号可以采用想干解调方式（极性比较法），其原理框见图2。其调制原理是：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。

图2 极性比较法解调原理框图

2DPSK信号也可以采用差分相干解调法，用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需由收到的2DPSK信号延时一个码元间隔T，然后与2DPSK信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波后在抽样判决，即可直接恢复出原是数字信息，故解调器中不需要码反变换器。2DPSK差分相干解调器原理框图如图3所示。

图3 差分相干解调法原理框图

4 系统设计和搭建

4.1 2PSK的调制系统

Token0：PN码源，参数：Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝10Hz、No.of levels＝2；

Token1：乘法器；

Token2：正弦载波信号源，参数：Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝10Hz； Token3：Systemview观察窗； Token4：Realtime观察窗；

定时信息：抽样频率1000Hz，抽样点数512。 （1）2PSK的调制输入波形：

（2）2PSK的调制输出波形：

4.2 2PSK的解调系统

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