当前课程知识点：通信原理 > 第五章 数字频带传输系统 > 5.6 2DPSK的基本原理和抗噪声性能 > 视频
同学们好
今天我们来学习二进制差分相移键控
主要讨论二进制差分相移键控的基本原理
调制和解调方法
在上一节课我们学习了2PSK
知道2PSK相干解调需要同频同相的载波
常用方法是对信号本身进行处理恢复出载波
载波与2PSK信号经鉴相器相乘
极性相同为正
极性相反为负
低通滤波后获得双极性基带信号
然后抽样判决恢复数字序列
由于载波的恢复通常是对二倍频信号
cos2wct分频
分频过程中
可能会差若干个周期
出现对cos（2wct+2π）分频得到cos（wct+π）
此时输出电压存在π相位模糊的可能
载波反相 极性翻转
后面所有的输出波形都要反向
在抽样判决时本来判决1的变成了0
0变成1
整个判决完全错误
这个现象叫做反向工作
反向工作现象会导致解调失败
那么如何才能避免“反向工作”呢
2PSK是利用绝对相位来表示数字信号
为了克服反向工作问题
提出了利用相对相移来表示数字信息
这就是二进制差分相移键控
简称2DPSK
二进制差分相移键控
是利用前后码元载波的相对相位变化
传送数字信息
所谓相对相位变化
是指本码元与前一码元对应载波相位之差
用deltaφ表示
当码元为0时
当前载波与前一码元载波同相
当前为1码时
当前载波相对前一码元的载波相位跳变pi
若要对这样一串数字序列进行2DPSK调制
假设前一码元的载波相位为0
根据上述原则
发送1 相位跳变pi
所以载波相位由0变为pi
发送0 相位保持不变
仍为pi 发送1
相位跳变pi
由pi相位变为0相位
发送1
再由0跳变为pi相位
然后连续两个零
相位都维持不变
最后为1码
相位跳变pi
变为0相位
这就是将信息序列an调制为2DPSK信号的过程
从波形上看
2PSK信号和2DPSK信号波形在形式上是相同的
如果我们根据2PSK的解调规则译出一组码序列
01101110 设为bn
这样看来
如果我们先将源码序列an变换为bn
然后对bn做2PSK调制
也可以得到这个实质上的2DPSK信号
而这正是2DPSK信号最常用的产生方式
也就是2DPSK信号可以通过码反变换
再进行2PSK调制后得到
现在的问题在于
an和bn之间有什么关系
该怎么进行码变换呢
类比2DPSK信号的相位跳变规则
我们不难发现 当an为1时
bn与前一码元相反
当an为0时 bn与前一码元相同
此时 bn称为an的相对码
实际上就是一种差分码
an则称为绝对码
在数学上可表示为an与bn-1的异或
依照上述思路
我们可以用2PSK的调制方式产生2DPSK信号
只需要在其基础上加上一个码变换器
将绝对码转换为相对码即可
那么在接收端采用相反的过程
就能够实现信号的解调
先采用2PSK信号的相干解调方式得到序列bn
再对其进行码反变换
恢复出an
由于bn等于an与bn-1的异或
将bn-1移到等式左边
移加为减
又因为模二加就是模二减
所以得到an等于bn和bn-1的异或
也就是说
只要用当前相对码与前一个相对码异或
即可恢复出绝对码
在这样一个传输过程中
还会出现反向工作的情况吗
在2DPSK传输系统中
两个码变换器之间的部分
可以看作是2PSK传输系统
其输入输出为相对码bn
当发生相位模糊出现反向工作时
其输出序列将全部翻转
变为bn非
按照译码规则
码变换的输出则为bn非异或bn-1非
就等于bn异或bn-1
仍等于an
与发送端源码序列一致
所以整体上看2DPSK系统不会出现反向工作现象
所以目前数字通信系统中
采用的相移键控其实都是差分相移键控
2DPSK除了采用相干解调码反变换法
还可以采用差分解调的方法
因为2DPSK调制本质上还是相位调制
以前一码元为基准
对当前码元进行鉴相
提取相位差信息
具体框图如下
将接收到的2DPSK信号一分为二
下支路信号延时一个码元周期
那么y1为当前码元
y2为前一码元
对二者混频鉴相
低通滤波后可得包含相位差信息的低频分量
在系统设计时
可以使载波的周期与码元周期呈整数倍关系
让这一项恰好等于2kpi
那么输出信号只与相位差有关
当相位差为0和pi时
信号电平分别为正的和负的
据此可实现正确的判决
直接得到绝对码序列an
相比于相干解调
差分解调无需码变换器
也不需要相干载波
设备简单实用
2DPSK和2PSK信号的功率谱密度是相同的
因此带宽和频带利用率都是相同的
同学们
今天我们学习了二进制差分相移键控
包括差分相移键控的基本原理
调制和解调方法
本讲的内容就这里
谢谢大家
-1.1 通信系统的基本概念
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-1.2 通信系统的组成
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-1.3 信息及其度量
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-1.4 通信系统的主要性能指标
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-讨论题：分析比较模拟通信和数字通信的各自有缺点和应用场景。
-课程思政
-课程使用教材
--教材介绍
-2.1 信道的基本概念
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-2.2 恒参信道分析
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-2.3 随参信道及其对所传信号的影响
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-2.4 随机过程基础
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-2.5 平稳随机过程
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-2.6 白噪声
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-2.7 高斯噪声
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-2.8 信号系统与噪声的关系
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-2.9 信道容量的概念
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-2.10 m序列的产生
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-2.11 m序列的性质
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-讨论题：结合实际生活或者工程实践，谈一下香农定理的意义所在。
-课程思政
-3.1 常规双边带调幅
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-3.2 抑制载波的双边带调制
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-3.3 单边带调制
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-3.4 残留边带调制
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-3.5 线性系统的抗噪声性能
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-3.6 角度调制的基本概念
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-3.7 频率调制FM
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-4.1 数字基带信号的常用码型
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-4.2 数字基带信号的频谱特性
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-4.3 数字基带传输系统
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-4.4 无码间串扰的基本思想
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-4.5 无码间串扰的基带传输系统
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-4.6 数字基带传输系统的性能分析
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-4.7 眼图
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-5.1 2ASK的基本原理
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-5.2 2ASK的抗噪声性能分析
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-5.3 2FSK的基本原理
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-5.4 2FSK的抗噪声性能分析
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-5.5 2PSK的基本原理和抗噪声性能
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-5.6 2DPSK的基本原理和抗噪声性能
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-5.7 二进制数字调制系统的性能比较
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-讨论题：2FSK信号的频谱的波峰有什么特点，与什么因素有关？
-6.1 假设检验模型
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-6.2 错误概率最小准则
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-6.3 二元确知信号的最佳接收机结构
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-6.4 匹配滤波器原理
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-6.5 匹配滤波器性质及应用
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-7.1 低通抽样定理
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-7.2 量化的基本概念和均匀量化
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-7.3 非均匀量化
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-7.4 13折线法的码位安排
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-7.5 简单增量调制
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-7.6 改进型增量调制
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-7.7 时分复用和多路数字电话系统
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-7.8 哈夫曼编码
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-8.1 信道编码基础
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-8.2 分类和工作方式
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-8.3 常用简单分组码
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-8.4 线性分组码的基本概念
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-8.5 线性分组码的矩阵描述
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-8.6 循环码的基本概念
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-8.7 循环码的矩阵描述
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-8.8 循环码代数形式的编译码
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-9.1 同步的定义与分类
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-9.2 载波同步
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-9.3 载波同步的性能分析
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-9.4 位同步
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-9.5 位同步的性能分析
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-9.6 群同步
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-9.7 群同步的性能分析
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