【《DPSK调制解调技术概述》2300字】

DPSK调制解调技术概述在前面讨论的BPSK信号中，相位变化是基于非可调载波相位。由于它使用载频相位的绝对值来表示数字信息，所以也被称为相位的绝对位移。并且前文已经指出了BPSK的相干性，由于在载频恢复时0、π相位上会出现模糊性，导致解调过程出现“反相工作”现象，使得数字信号“1”和“0”反向恢复，为了解决这个问题，提出了差分相移键控(DPSK)方式。DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化进行数字信息的传输，因此又被称之为相对相移键控。假定∆φ为当前码元与前一码元的载波相位差，那么我们可以设置一种数字信息与∆φ之间建立联系，表达式如下所示∆φ=0&表示数字信息“0”π&同时数字信息与∆φ之间的联系也可以定义为∆φ=0&表示数字信息“1”π&由此我们可以得知对于一样的基带数字信息序列，因为序列第一个码元借鉴的相位不同，DPSK信号的相位也会出现差异。同理DPSK信号的相位并不能定义为基带信号，而左右相邻码元之间的相位差才是定义信息符号的关键因素。由此我们可以从中总结出以下表达式∆φ=φn−DPSK的产生方法是先对二进制的数字基带信号进行差分编码，也就是说将绝对码更改为相对码（差分码），继而再根据相对码进行绝对调相，通过这个方法产生二进制的差分相移键控信号。一般来说，DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。cosωctcos180°移向0π开关电路e码变换s(t)图1.2-1DPSK调制原理框图DPSK信号解调最常用的方法有两种：极性比较和代码转换，以及差分相干解调。DPSK信号解调极性比较的原理是DPSK信号通过带通滤波器，去除调制信号频带外通道中混合的噪声并乘以局部载波，去除调制信号的高频分量，然后通过低频滤波器去除包含基带信号的高频分量，并将其放入信号差分码中，该差分码被映射到基带中的采样决策设备中，通过逆变器得到基带信号。带通滤波器带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器eacdebcos

定时脉冲（差分译码）码反转换f输出图1.2-2DPSK相干解调原理框图带通滤波器带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器eacdeb定时脉冲输出延迟TB图1.2-3DPSK差分相干解调原理框图我们可以从实际应用得知，虽然DPSK的是一项非常实用的数字调相系统，但是其与BPSK相对比，它的抗加性白噪声的性能不如BPSK调制。由表达式与我们不难发现，BPSK与DPSK享有同一个表达式。但是区别在于BPSK的s(t)对应的是绝对序列；而DPSK则对应的是码变换后的相对序列。由此我们可知BPSK与DPSK的功率谱密度相同，同样的DPSK的带宽也是BASK的2倍。图1.2-4BPSK仿真流程图其中脉冲成形的作用是抑制旁瓣，减少邻道干扰，通常选用升余弦滤波器；加性高斯白噪声模拟信道特性，这是一种简单的模拟；带通滤波器BPF可以滤除有效信号频带以外的噪声，提高信噪比；在实际通信系统中相干载波需要使用锁相环从接收到的已调信号中恢复，这一过程增加了系统的复杂度，同时恢复的载波可能与调制时的载波存在180度的相位偏差，即180度相位反转问题，这使得BPSK系统在实际中无法使用；低通滤波器LPF用于滤除高频分量，提高信噪比；抽样判决所需的同步时钟需要从接收到的信号中恢复，即码元同步，判决门限跟码元的统计特性有关，但一般情况下都为0。参数设置：码元速率2400bt，载波频率4800Hz，奈奎斯特频率19200Hz。采样频率：为码元速率的16倍，即奈奎斯特频率为码元速率的8倍，在计算误码率的时，采样频率为码元速率的8倍，即奈奎斯特频率为码元速率的4倍。脉冲成形滤波器参数：脉冲成形滤波器选用FIR型升余弦滤波器，滚降系数为0.5，阶数为21，调用MATLAB中的rcosfir函数来设计滤波器。低通滤波器：低通滤波器选用FIR型低通滤波器，参数为：f2=[00.1250.41];w2=[10.950.10];b2=fir2(30,f2,w2);调用fir2函数来生成。两种调制/解调方式的各种参数都相同，后面不再赘述。图1.2-5DPSK仿真流程图与BSPK调制相比，2DPSK在调制前要进行差分编码，通过前后相邻的两个码元的相对相位来表征信息，这样做的好处是，在接收端不需要提取相干载波，也就不存在180度相位反转问题，所以是一种实用的系统。在接收端，对接收到的已调信号延迟一个码元间隔Ts，然后与接收信号相乘，再进行低通滤波、抽样判决，这种非相干解调方式实现简单，但误码率要高于BPSK调制。当将同一序列作为基带信号放入BPSK与DPSK中，信号经过差分编码后对比如下：BPSK与DPSK在画图时，都进行了归一化处理。噪声的方差为1，随机序列的幅度为1，调制加噪后信噪比为-3dB，按照理想情况计算，解调后信噪比为0dB。之后进行随机序列（16个），同时加入脉冲，脉冲成形的作用是抑制旁瓣，减少邻道干扰，在实际通信过程中必不可少，当噪声的方差即平均功率为1，信噪比为0dB，从图中可以看出，噪声比较大。而DPSK加噪后的信号进行非相干解调，其中一个重要过程就是对接收到的信号进行一个码元周期的移位，将移位后的信号与接收到的信号相乘。再进行低通滤波，然后抽样判决。图1.2-6BPSK与DPSK脉冲成形时域频域对比图图1.2-7BPSK与DPSK调制后信号时域频域对比