BPSK

二进制相移键控

BPSK (Binary Phase Shift Keying)-------二进制相移键控。是把模拟信号转换成数据值的转换方式之一，利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式。BPSK使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。

分类

移相键控分为绝对移相和相对移相两种。以未调载波的相位作为基准的相位调制叫作绝对移相。

以二进制调相为例，取码元为“1”时，调制后载波与未调载波反相；取码元为“0”时，调制后载波与未调载波同向；“1”和“0”时调制后载波相位差180°。

实现方法

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BPSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。而就键控法来说，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。

BPSK信号属于DSB信号，它的解调，不再能采用包络检测的方法，只能进行相干解调。

BPSK信号相干解调的过程实际上是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程，故常称为极性比较法解调。

由于BPSK信号实际上是以一个固定初相的未调载波为参考的，因此，解调时必须有与此同频同相的同步载波。如果同步载波的相位发生变化，如0相位变为π相位或π相位变为0相位，则恢复的数字信息就会发生“0”变“1”或“1”变“0”，从而造成错误的恢复。这种因为本地参考载波倒相，而在接收端发生错误恢复的现象称为“倒π”现象或“反向工作”现象。绝对移相的主要缺点是容易产生相位模糊，造成反向工作。这也是它实际应用较少的主要原因。

频谱带宽

B2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ码组成。因此，求BPSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。

（1）当双极性基带信号以相等的概率（p=1/2）出现时，BPSK信号的功率谱仅由连续谱组成。BPSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。其中，连续谱取决于数字基带信号s(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量确定。

（2）BPSK的连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同（仅差一个常数因子）。因此，BPSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同。

在数字调制中，BPSK（后面将会看到2DPSK也同样）的频谱特性与2ASK十分相似。相位调制和频率调制一样，本质上是一种非线性调制，但在数字调相中，由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值，因此，可以把相位变化归结为幅度变化。这样一来，数字调相同线性调制的数字调幅就联系起来了，为此可以把数字调相信号当作线性调制信号来处理了。但是不能把上述概念推广到所有调相信号中去。

倒π现象

如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作基准的，因而在接收端也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化（0相位变π相位或π相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0变为π或π变为0，从而造成错误的恢复。考虑到实际通信时参考基准相位的随机跳变（由温度漂移或噪声引起）时可能的，而且在通信过程中不易被发觉。比如，由于某种突然的干扰，系统中的分频器可能发生状态的转移、锁相环路的稳定状态也可能发生转移。这样，采用BPSK方式就会在接收端发生完全相反的恢复。这种现象，常称为BPSK方式的倒π现象。

2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。即用前后两个码元之间相差来表示码元的值“0”和“1”。例如，假设相差值“π”表示符号“1”，相差为“0”表示符号“0可以看出2DPSK的波形与BPSK的不同，他们的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位差才表示信息符号。这说明，解调2DPSK信号是并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则只要鉴别这个相差关系就可正确恢复数字信息，这就避免了BPSK中的倒π现象发生。

属性特点

二相相移键控（BPSK）是用二进制基带信号（0、1）对载波进行二相调制。BPSK是最简单的PSK形式，相移大小为 180°，又可称为2-PSK。在群点聚集的地方，其实都不是非常有关系，在该图像中，群点分布在水平轴上的0°和180°上。由于BPSK使用严重的失真致使解调器作出错误的判断，所以该调制方式是所有PSK中最强的。但它只能以1bit/symbol调制而不适合高数据率应用情况。

绝对相移是利用载波相位（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和来分别表示“0”或“1”。BPSK已调信号的时域表达式为式中，g(t)是高度为1，宽度为的门函数；因此，在某一个码元持续时间内观察时，有或π。

系统

二进制相移键控（BPSK）信号进行相干解调的系统，其包括：用于从所述BPSK信号中恢复出频率为2F的载波信号（C）的装置；用于将频率为2F的所述信号注入到注入锁定振荡器（ILO）中的装置，该注入锁定振荡器的固有谐振频率为f↓[r]，该f↓[r]大致等于f，该注入锁定振荡器提供用于恢复具有（θ↓[e]－k）/2相移的原始载波的差分输出（o↓[p]、o↓[n]）信号，其中θ=arcsin[（f↓[r]－r）/αA↓[i]f]，其中α和k是取决于所述注入锁定振荡器（ILO）中的主要非线性的类型的参数，而A↓[i]是所恢复的频率为2f的载波信号的幅值，以及用于将所述差分输出（o↓[p]、o↓[n]）信号与所述输入BPSK信号的副本进行组合，以产生解调信号（DEMOD）的装置。

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