DPSK调制与解调(键控调制相干解调)

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。

P S K(D P S K)调制与解调实验题目——PSK（DPSK）调制与解调一、实验目的1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。

2、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。

3、掌握PSK(DPSK)信号的频谱特性。

二、实验内容1、观察绝对码和相对码的波形。

2、观察PSK(DPSK)信号波形。

3、观察PSK(DPSK)信号频谱。

4、观察PSK(DPSK)相干解调器各点波形。

三、实验仪器1、信号源模块2、数字调制模块3、数字解调模块4、20M双踪示波器5、导线若干四、实验原理1、2PSK(2DPSK)调制原理2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如图所示。

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，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。

如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。

这种现象常称为2PSK 的“倒π”现象，因此，实际中一般不采用2PSK 方式，而采用差分移相（2DPSK ）方式。

2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。

如图为对同一组二进制信号调制后的2PSK 与2DPSK 波形。

0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1数字信息（绝对码）PSK 波形DPSK 波形相对码从图中可以看出，2DPSK 信号波形与2PSK 的不同。

2DPSK 波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。

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，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK 方式中的“倒π”现象发生。

通信原理课程设计报告一. 2DPSK基本原理1.2DPSK信号原理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2.1所示。

图1.1 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。

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”。

则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下：数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 02. 2DPSK信号的调制原理一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。

2DPSK 信号的的模拟调制法框图如下图 1.2.1，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。

图1.2.1 模拟调制法2DPSK信号的的键控调制法框图如下图1.2.2，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。

选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。

图1.2.2 键控法调制原理图3. 2DPSK信号的解调原理2DPSK信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。

(1) 2DPSK信号解调的极性比较法它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码，再经过逆差分器，就得到了基带信号。

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。

利用MATLAB实现DPSK调制及解调
DPSK（Differential Phase Shift Keying）调制是一种数字信息传输调制方式。

它采用相位差的改变来表示数字信息，具有抗噪声和波动的能力，因此在数字通信领域得到了广泛的应用。

MATLAB是一种适合数字信号处理的工具，可以有效地实现DPSK调制及解调。

以下是具体的实现步骤：
DPSK调制
1. 生成数字信息比特流，转换为1和-1形式。

2. 将比特流进行差分编码得到差分比特流。

3. 将差分比特流分组，每组2个比特。

4. 根据相邻两个比特的差异，确定相位差。

差分比特流为00或11时，相位差为0；差分比特流为01或10时，相位差为π。

5. 根据相位差，生成相位进行调制得到调制信号。

可以使用sinc函数或高斯函数对信号进行脉冲整形。

DPSK解调
1. 将DPSK调制后的信号送入相干解调器。

2. 使用带通滤波器去除高频噪声。

3. 再次进行相干解调，得到调制信号。

4. 对调制信号进行差分解码还原差分比特流。

5. 对差分比特流进行译码得到数字信息比特流。

利用MATLAB实现DPSK调制及解调的代码可在Matlab官网上找到并学习使用。

班级通信1403 学号201409732 姓名裴振启指导教师邵军花日期实验4 PSK（DPSK）调制解调实验一、实验目的1. 掌握PSK 调制解调的工作原理及性能要求；2. 进行PSK 调制、解调实验，掌握电路调整测试方法；3. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。

二、实验仪器1．PSK QPSK调制模块，位号A2．PSK QPSK解调模块，位号C3．时钟与基带数据发生模块，位号：G4．噪声模块，位号B5．复接/解复接、同步技术模块，位号I6．20M双踪示波器1台7．小平口螺丝刀1只8．频率计1台（选用）9．信号连接线4根三、实验原理PSK QPSK调制/解调模块，除能完成上述PSK（DPSK）调制/解调全部实验外还能进行QPSK、ASK调制/解调等实验。

不同调制方式的转換是通过开关4SW02及插塞37K01、37K02、四、PSK（DPSK）调制/解调实验进行PSK（DPSK）调制时，工作状态预置开关4SW02置于00001， 37K01、37K02①和②位挿入挿塞，38K01、38K02均处于1，2位相连（挿塞挿左边）。

相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。

在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。

本实验箱采用相位选择法实现二进制相位调制，绝对移相键控（CPSK或简称PSK）是用输入的基带信号（绝对码）直接控制选择开关通断，从而选择不同相位的载波来实现。

相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。

1．PSK调制电路工作原理二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。

相位键控调制电原理框图，如图6-1所示。

图6-1 相位键控调制电原理框图1）滤波器、同相放大器和反相放大器从图6-1看出，1024KHZ 的方波经37R29加到由运放37UO4A 及周边元件组成的低通滤波器，其输出变为l024KHZ 正弦波，它通过37U05A 同相放大和37U05B 反相放大，从而得到l024KHZ 的同相和反相正弦载波，电位器37W01可调节反相放大器的增益，从而使同相载波与反相载波的幅度相等，然后同相和反相正弦载波被送到模拟开关乘法器。

用SystemView 仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK ）的调制1、实验目的：（1）了解2DPSK 系统的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK 系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝10kbit/s 。

（1）采用键控法实现2DPSK 的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK 等信号的波形。

（2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：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。

0,01φπ⎧∆=⎨⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”()()1 1 0 1 0 0 1 102DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0ππππππππππ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“”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。

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，{dn }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”。

绝对码相对码载波DPSK 信号101100101 0 0 1 0 1 1 0 2开关电路图3差分编码器4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：键控法：采用键控法进行调制的组成如图4所示。

2DPSK调制与相干解调一、实验目的1、了解2DPSK的调制原理；2、掌握绝对码、相对码相互变换方法；二、实验内容1、用示波器观察2DPSK调制器信号波形与绝对码比较是否符合调制规律；2、用示波器观察2DPSK信号频谱；3、用示波器观察2DPSK信号解调器信号波形；4、观察相位含糊所产生的后果；三、预习要求：1、复习教材有关2DPSK的调制与解调的理论。

2、复习绝/相、相/绝变换的原理。

四、实验原理1、2DPSK调制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。