2DPSK解调电路研究与设计.doc

目 录 一、二进制差分相移键控（2DPSK）基本原理 2 1.1 2DPSK信号基本原理 2 1.2 2DPSK信号的解调原理 4 二、2DPSK解调电路总设计思路 5 三、各单元电路模块解析 5 3.1 带通滤波器模块 5 3.2 本地载波与2DPSK信号相乘模块 6 3.3 低通滤波器模块 8 3.4 抽样判决模块 9 3.5 逆码变换模块 10 四、2DPSK解调电路的仿真 12 4.1 2DPSK相干解调法的仿真电路图 12 4.2 2DPSK相干解调法的仿真波形图 13 五、2DPSK解调总电路图 14 六、总结与心得体会 15 附录、参考文献 16 一、二进制差分相移键控（2DPSK）基本原理 1.1 2DPSK信号基本原理 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。这个问题将直接影响2PSK信号用于长距离传输。为克服此缺点，并保存2PSK的优点，将2PSK体制改进为二进制差分相移键控（2DPSK），即相对相移键控。 2DPSK是利用相邻码元载波的相对值表示基带信号“0”和“1”的。现在用Ф表示载波的初始相位。设?Ф为当前码元和前一码元的相位之差： ?=0 发送“0”时 （1-1） ?Ф=???????????????????????发送???时 S（t）=cos(w0t+Ф+Ф) （1-2） 式中，W0=2πf0为载波的角频率：Ф为前一码元的相位。 下面以基带信号1 1 1 0 0 1 1 0 1为例，说明2DPSK信号的相位关系： 基带信号 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 ?Ф ????????????????????????????????????????????? 初始相位 0 ? 2DPSK码元相位（Ф+?Ф） ???????????????????????????????????????? 由此例可知，对于相同的基带输入码元序列，由于初始相位不同，码元的相位可以不同。也就是说，码元的相位并不直接代表基带信号；相邻码元的相位差才表示基带信号。90度。因此，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码元的起止时刻。 从接收端来看，若收到一个信号序列，其码元相位为：??????????????????，2DPSK体制，且其初始相位为0，则此信号序列代表的基带信号是1 1 1 0 01 1 0 1.但是，若发送端采用的是2PSK体制，符合规律。相位0代表“0”，则它代表的基带信号是：1 0 1 1 1 0 1 1 0.这表明仅从接收信号看，它既可能是2PSK信号，也可能是2DPSK信号。只有接收端预先知道发送信号体制，才有可能正确接收。从这种现象中受到启发，可以得到如下所述的在发送端产生2DPSK信号的一种间接方法。 仍以上例为例，若待发送的基带信号序列是1 1 1 0 0 1 1 0 1。我们可以先把它变成序列1 0 1 1 1 0 1 1 0，再用后者对载波进行2PSK调制，所得结果和用愿基带信号序列直接进行2DPSK调制是一样的。这个过程列表如下： 基带序列 1 1 1 0 0 1 1 0 1 （绝对码） 变换后序列 （0）1 0 1 1 1 0 1 1 0 （相对码） 2PSK调制后的相位 （0）π0πππ0ππ0?????????? 我们将基带序列称作绝对码，变换后的序列称作相对码。由上面的过程不难看出，基带序列的变换规律是绝对码中的码元010使相对码元改变：绝对码元000使相对码元不变。这种变换是很容易实现的，例如，用一个双稳触发器，它仅当输入010时状态才反转。由于这种间接法进行差分相移键控实现起来很简单，所以被实际采用。 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1-1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