?1an????1概率为P概率为1?P
（２.１－6）
即发送二进制符号“０”时（an取＋１），e2PSK(t)取０相位；发送二进制符号“１”时（an取－１），e2PSK(t)取π相位。这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。
2PSK信号的调制原理框图如图２－1所示。与2ASK信号的产生方法相比较，只是对s(t)的要求不同，在2ASK中s(t)是单极性的，而在2PSK中s(t)是双极性的基带信号。
s(t) 开关电路 双极性不归e2PSK (t) s(t) 2PSK信号的解调通常采用相干解调法，零 解调原理框图如图２－在相干解调中，o 2所示。e2PSK (t) 码型变换 乘法器 如何得到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波是个关键问题。 cosωt 低通滤波器 e2PSK (t) cosωct 相乘器 c 带通滤 波器 180°移相 ２.２ (b)键控法 定时二进制差分相移键控(2DPSK) 脉冲 图２－１ 2PSK信号的调制原理框图 (a)模拟调制方法 cosωct 图２－2 2PSK信号的解调原理框图 π抽样判 决器 输出 在2PSK信号中，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于它利用载波相位的绝对数值表示数字信息，所以又称为绝对相移。2PSK相干解调时，由于载波恢复中相位有０、π模糊性，导致解调过程出现“反向工作”现象，恢复出的数字信号“１”和“０”倒置，从而使2PSK难以实际应用。为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2DPSK）方式。
2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。假设??为当前码元与前一码元的载波相位差，可定义一种数字信息与??之间的关系为
?0??????表示数字信息“０”表示数字信息“１” （２.2－１）
于是可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系示例如下：
二进制数字信息:
1 π
1 0
0 0
1 π
4
0 π
0 π
1 0
1 π
0 π
2DPSK信号相位: (0)
或 (π) 0 π π 0 0 0 π 0 0
数字信息与??之间的关系也可定义为
?0??????表示数字信息“1”表示数字信息“0”
由此示例可知，对于相同的基带数字信息序列，由于初始相位不同，2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。
为了更直观地说明信号码元的相位关系，我们可以用矢量图来表述。按照（２.2－１）的定义关系，我们可以用如图２－3（a）所示的矢量图来表示，图中，虚线矢量位置称为基准相位。在绝对相移中，它是未调制载波的相位；在相对相移中，它是前一码元的载波相位，当前码元的相位可能是0或π。但是按照这种定义，在某个长的码元序列中，信号波形的相位可能仍没有突跳出点，致使在接收端无法辨认信号码元的起止时刻。这样，2DPSK方式虽然解决了载波相位不确定性问题，但是码元的定时问题仍没有解决。
为了解决定时问题，可以采用图２－３（b）所示的相移方式。这时，当前的码元的相位相对于前一码元的相位改变±π/2。因此，在相邻码元之间必定有相位突跳。在接收端检测此相位突跳就能确定每个码元的起止时刻，即可提供码元定时信息。根据ITU-T建议，图２-３（a）所示的相移方式称为A方式；图２-３（b）所示的相移方式称为B方式。由于后者的优点，目前被广泛采用。
π/2
相位
参考相位
参考相位
-π/2
相位 (b) B方式
(a) A方式
图２－3 2DPSK信号的矢量图
2DPSK信号的产生方法：先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息的序列的绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相对码绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。2DPSK信号调制器原理框图如图２－4所示。
e2DPSK (t)
开关电路 差分码可取传号差分码或空号差分码。其中，传号差分码的编码规则为 o 5 cosωct bn?an?bn?1
（２.2－2）
式中：?为模２加；bn?1为bn的前一码元，最初的bn?1可任意设定。
式（２.2－2）称为差分编码（码变换），即把绝对码变换为相对码；其逆过程称为差分译码（码反变换），即
an?bn?bn?1
（２.2－3）
2DPSK信号的解调方法之一是相干解调（极性比较法）加码反变换法。其解调原理是：对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“１”和“０”倒置，但经差分译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。2DPSK的相干解调器原理框图如图２－５所示。
e2DPSK (t)
带通滤波器 cosωct 相乘器 低通滤波器 定时脉冲 输出 抽样判决器 码反变换器 图２－5 2DPSK相干解调器原理框图
2DPSK信号的另一种解调方法是差分相干解调（相位比较法），其原理框图如图２－6所示。用这种方法解调进不需要专门的相干载波，只需由收到的2DPSK信号延时一个码元间隔Ts，然后与2DPSK信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波后再抽样判决，即可直接恢复原始数字信息，故解调器中不需要码反变换器。
2DPSK系统是一种实用的数字调相系统，但其抗加性白噪声性能比2PSK的要差。
e2DPSK
(t)
带通滤波器 延迟Ts 图２－6 2DPSK差分相干解调器原理框图
相乘器 低通滤波器 定时脉冲 输出 抽样判决器
6
2.３ 正交振幅调制(QAM)
正交振幅调制（Quatrature Amplitude Modulation, QAM）是一种振幅和相位联合键控。在多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占小和比特信噪比要求低。因此，MPSK和MDPSK体制为人们所喜欢。但是在MPSK体制中，随着M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元要以表示为
sk?t??Akcos??0t??k?kT?t?(k?1)T
（２.3－1）
式中：k=整数；Ak和?k分别可以取多个离散值。 式（２.3－1）可以展开为
sk?t??Akcos?kcos?0t?Aksin?ksin?0t 令Xk?Akcos?k,Yk??Aksin?k
（２.3－2）
则式（２.3－1）变为
sk?t??Xkcos?0t?Yksin?0t
（２.3－3）
Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量。从式（２.3－3）看出，sk?t?可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。
在式（２.3－1）中，若?k值仅可以取π/4和-π/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号。QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图如图２－７所示。图中用点表示每个码元的位置，并且示出它是由两个正交矢量合成的。类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号。它们总称为MQAM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座（Constellation）调制。
图２－7 QAM信号的矢量图
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下面以及16QAM信号为例作进一步的分析。16QAM信号的产生方法主要有两种。第一种是正交调幅法，图２－８所示，即用两路独立的正交4ASK信号叠加，形成16QAM信号。第二种方法是复合相移法，它用两路独立的QPSK信号叠加，形成16QAM信号。
相乘器 相乘器 cosωct 低通滤波器 cosωct π/2移相 相加器 u0t u0t π/2移相 sinωct 相乘器 sinωct 低通滤波器 相乘器 （a）调制 （b）解调
图２－8 16QAM调制和解调方框图
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