BPSK和QPSK调制解调原理及MATLAB程序.pdf

2.1PSK调制方式
PSK原理介绍（以2-PSK为例）
移相键控(PSK)又称为数字相位调制,二进制移相键控记作2PSK。绝对相移
是利用载波的相位(指初相)直接表示数字信号的相移方式。二进制相移键控中,

通常用相位0和π来分别表示“0”或“1”。2PSK已调信号的时域表达式为
s2psk(t)=s(t)cosωct,2PSK移相键控中的基带信号与频移键控和幅度键控是
有区别的,频移键控和幅度键控为单极性非归零矩形脉冲序列,移相键控为为双

极性数字基带信号,就模拟调制法而言,与产生2ASK信号的方法比较,只是对
s(t)要求不同,因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信
号。
在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化

时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0°和180°
分别表示二进制数字基带信号的1和0。二进制移相键控信号的时域表达式为

e(t)=[ag(t-nT)]coswt
2PSKnsc
n
其中,an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中，an应选择双极性。
1,发送概率为P
an=
-1,发送概率为1-P
若g(t)是脉宽为Ts,高度为1的矩形脉冲时，则有
cosωct,发送概率为P

e(t)=
2PSK
-cosωct,发送概率为1-P
由上式(6.2-28)可看出，当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0°
相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180°相位。若用φn表示第n个符号
的绝对相位，则有
0°,发送1符号

φn=
180°,发送0符号

由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，所以2PSK信
号的相干解调存在随机的“倒π”现象，从而使得2PSK方式在实际中很少采用。
为了解决2PSK信号解调过程的反向工作问题，提出了二进制差分相位键控
(2DPSK)，这里不再详述。
2-PSK调制解调
二进制移相键控信号的调制原理:如图9所示。其中图(a)是采用模拟调制
的方法产生2PSK信号，图(b)是采用数字键控的方法产生2PSK信号。
解调器原理:如图10所示。2PSK信号的解调通常都是采用相干解调，在
相干解调过程中需要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波。

双极性不归零
s(t)e(t)
码型变换乘法器2PSK

cos(wct)

(a)模拟调制产生2PSK信号
开关电路
0度
cos(wt)
ce(t)
2PSK
180度

180度移相
s(t)

(b)数字键控的方法产生2PSK信号

图92PSK信号的调制原理图

带通ac低通d抽样e
相乘器
e(t)滤波器滤波器判决器输出
2PSK
b定时

cos(wct)脉冲

图102PSK信号的解调原理图

11100100

a

b

c

d

e

图112PSK信号相干解调各点时间波形

就键控法来说,用数字基带信号s(t)控制开关电路,选择不同相位的载波
输出,这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。当基带信号为0
时候,连通开关0,产生无差别的载波,当所发出的信号为1时,既连通开关П改
变载波的相位。在移相键控中还有一种差分移相键,他和普通的移相键控区别在
与,差分移相键只有在当前传输的码元和上次传输的码元产生差别时才会产生相
位的变化。移相键控相对与幅度键控和移频键控有着更好的抗干扰性,也更适合

于在信道中传输。
QPSK调制
QPSK信号可以看作两个载波正交2PSK信号的合成。
用调相法产生QPSK调制器框图如图12所示，QPSK的调制器可以看作是由
两个BPSK调制器构成，输入的串行二进制信息序列经过串并变换，变成两路速
率减半的序列，电平发生器分别产生双极性的二电平信号I（t）和Q（t），然后
对cosAtω和sinAtω进行调制，相加后即可得到QPSK信号

I(t)
电平产生
Acos(wt)

载波
二进制信息发生器输出QPSK信号
串并转换

移相90度

Asin(wt)
电平产生Q(t)

图12QPSK调制器框图
QPSK解调

QPSK信号的解调原理如图3-5的方框图所示。解调是从已调信号中提
取信号的过程，在某种意义上解调是调制的逆过程。由于QPSK信号可以
看作是两正交2PSK信号的叠加，故用两路正交的相干载波去解调，这样能
够很容易地分离出这两路正交的2PSK信号。相干解调后的两路并行码元a
和b经过“并/串”转换后成为串行数据输出。

相乘低通抽判

cost
0a
载波
s(t)提取定时A(t)
提取并/串
/2

tb
-sin0

相乘低通抽判

图3-5QPSK信号解调原理方框图

BPSK调制解调程序

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