YunSDR通信小课堂-12

1. 理解掌握2PSK的基本原理

2. 理解利用键控相位调制解调数据的方法

3. 熟悉开发平台的开发流程

    YunSDR一台，PC机一台，Matlab2013a（或更高版本）

5.3.1 2PSK调制解调原理

相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位为0和π分别表示二进制‘1’和‘0’，典型波形图如下图5-1所示：

2PSK信号的数字调制方式为键控法，其原理图如图5-2所示：

 利用载波的不同相位的绝对值直接去表示相应数字信息的相位键控，称之为绝对相移。由于绝对相移方式是以某一载波的相位作为参考基准，因此解调时，在接收端也必须恢复一个与调制端同样的固定基准相位载波作为参考，即采用相干解调。在相干解调中，如何得到与接收的2PSK信号同频同相得相干载波是一个关键问题，这涉及到同步原理。本次实验选用不基于辅助信息的Costas环路直接从已调信号中恢复载波信号。应当指出的是，在数字接收机中，这并不是一个优秀的解决方案。

分析可知，2PSK调制在理论分析时虽然成立，但是在实际工程中，如若因接收端遇到突发干扰（温度漂移或噪声干扰等），就会使接收端的参考相位发生随机的跳变，则会产生所谓的“倒π”现象，发生绝对的错误。这对系统的误码性能影响很大，致使通信质量很差，故在实际工程中，基本不适用。另外，在随机信号码元序列中，信号波形有可能出现长时间连续的正弦波，致使在接收端无法辨认信号码元的起止时刻。

5.3.2 Costas环

对于无离散载频分量的信号，例如等概率的2PSK信号，可以采用非线性变换的方法从信号中获取载频，下面介绍基于科斯塔斯环的无辅助导频的载波提取原理。

科斯塔斯环又称为同相正交环法或边环法，它利用锁相环提取载频，但是不需要对接收信号进行平方运算就能得到载频输出。在载波频率上进行平方运算后，由于频率倍增，使后面的锁相环工作频率加倍，实现的难度增大。科斯塔斯环则利用相乘器和较简单的低通滤波器取代平方器，这是它的主要优点。下图给出了其原理框图。