2019-05-15

  • DPSK
  • OOK,2FSK,BPSK三者當(dāng)中，BPSK 的頻帶利用率低及抗噪聲性能最好，存在問題：不支持非相干解調(diào)，相干解調(diào)在盲載波同步下有相位模糊問題。
  • BPSK
    • s(t)\longrightarrow +n_w(t)\longrightarrow r(t)，載波同步單元\longrightarrow \bigotimes \hat{c}(t)\longrightarrow 匹配濾波器\longrightarrow y \longrightarrow V_T
    • BPSK信號(hào)為s(t) = b(t)c(t) = b(t)\cdot \cos(2\pi f_c t+\theta)，其中b(t)雙極性的PAM信號(hào)。
    • 典型的盲載波同步算法 （平方環(huán)法、科斯塔斯環(huán)法）所產(chǎn)生的載波是\hat{c}(t) = b(t)\cdot A \cos(2\pi f_c t+\hat{\theta})，同步單元鎖定后\hat{\theta}持續(xù)不變，但有一半的概率和\theta相等，另一半是\theta+\pi，這種現(xiàn)象為相位模糊，將導(dǎo)致判決相反。
  • 2DPSK
  • 將數(shù)據(jù)先做差分編碼，之后做BPSK調(diào)制。
  • 原始數(shù)據(jù)b_n\in \{0,1 \}為絕對(duì)碼，差分編碼后的d_n = b_n \bigoplus d_{n-1}為相對(duì)碼
  • 表達(dá)式
    • s_{DPSK}(t) = b(t)\cdot A\cos\omega_c t = A[\sum_{n}a_n g_T(t-nT_b)]\cos \omega_c t，其中a_n\in \{ -1 ,+1 \}
  • BPSK中數(shù)據(jù)為1發(fā)送信號(hào)的相位與載波比是0相，數(shù)據(jù)為0發(fā)送信號(hào)的相位與載波比是反相。每個(gè)比特周期內(nèi)的相位與前一比特周期內(nèi)的相位無關(guān)。
  • DPSK中數(shù)據(jù)為1發(fā)送信號(hào)的相位與前一時(shí)刻比是反相，數(shù)據(jù)為0發(fā)送信號(hào)的相位保持與前一時(shí)刻相同。
  • 2DPSK信號(hào)的頻譜
  • DPSK信號(hào)對(duì)\{ d_n\}是BPSK信號(hào)，假設(shè)原始數(shù)據(jù)\{ b_n\}獨(dú)立等概的，則差分編碼后的\{ d_n\}也是獨(dú)立等概序列。因此DPSK的功率譜與BPSK完全一樣。
  • 若基帶采用矩形脈沖成形，b(t)是雙極性NRZ，DPSK的主瓣帶寬是數(shù)據(jù)速率的2倍:B = \frac{2}{T_b} = 2R_b，按照主瓣帶寬計(jì)算的頻帶利用率是0.5bit/s/Hz.
  • 若基帶采用根號(hào)升余弦脈沖成形，b(t)是雙極性PAM，DPSK的主瓣帶寬是數(shù)據(jù)速率的2倍:B = \frac{1+\alpha}{T_b} = (1+\alpha)R_b，按照主瓣帶寬計(jì)算的頻帶利用率是\frac{1}{1+\alpha},1bit/s/Hz.
  • DPSK信號(hào)的相干解調(diào)
  • DPSK信號(hào)+噪聲 \longrightarrow 載波提取 \bigotimes \longrightarrow 匹配濾波器 \longrightarrow 判決 \longrightarrow 差分譯碼
  • DPSK是數(shù)據(jù)先差分編碼，然后做BPSK。接收端可以先BPSK解調(diào)，然后差分譯碼。設(shè)BPSK的誤比特率（d_n出錯(cuò)的概率）是P_b。差分譯碼結(jié)果b_n = d_n \bigoplus d_{n-1}\，若d_n,d_{n-1}這兩個(gè)比特中有且僅有一個(gè)出錯(cuò)，則b_n錯(cuò)，概率為P_{ed} = 2P_b(1-P_b)，當(dāng)P_b很小時(shí)，P_{ed} \approx 2P_b
  • DPSK的非相干解調(diào)
  • DPSK信號(hào)+噪聲 \longrightarrow 帶通濾波器 \longrightarrow 延遲一個(gè)周期T_b， \bigotimes \longrightarrow 低通濾波器 \longrightarrow 判決
  • 帶通差分，要求f_c是R_b = 1/T_b的整數(shù)倍；還有基帶差分，無此限制，但須用I/Q兩路解調(diào)。
  • 差分相干解調(diào)：屬于非相干解調(diào)，原始數(shù)據(jù)攜帶在前后相位差，因此可以用前一比特周期內(nèi)的接收信號(hào)作為載波。如果本比特周期與前一比特周期相位相同，則（無噪聲時(shí)）采樣值為正，反之為負(fù)。
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