為什么在2PSK中存在180°的相移呢？

2PSK簡介

二進制相移鍵控（2PSK）是一種相干解調的數字調制技術。在2PSK中，載波信號的相位根據傳輸的數字比特序列而改變。2PSK使用兩個相位狀態來表示兩個二進制數字：通常0°（或0 rad）代表二進制“0”，而180°（或π rad）相位轉變代表二進制“1”。

2PSK中180°相移的原因

1. 比特表示 ：
   • 在2PSK中，兩個不同的相位狀態用來表示兩個二進制比特。180°的相位變化提供了足夠的區分度，使得接收機可以區分兩種狀態。
2. 信號空間 ：
   • 信號空間是信號點在復平面上的表示。在2PSK中，信號空間中的兩個點相隔180°，分別代表兩個二進制比特。
3. 解調過程 ：
   • 在相干解調中，接收機需要一個與接收信號同頻率、同相位的本地載波來解調信號。180°的相位變化使得接收機可以通過比較接收到的信號與本地載波的相位差異來確定傳輸的比特。
4. 最小能量和帶寬 ：
   • 180°的相位變化是在不改變信號幅度的情況下，能夠實現的最大程度的相位變化。這有助于最小化傳輸信號的能量和所需的帶寬。
5. 抗噪聲性能 ：
   • 180°的相位變化提供了良好的抗噪聲性能。在加性高斯白噪聲（AWGN）信道中，180°相位差可以最大化信號與噪聲的比率，從而提高系統的可靠性。
6. 實現簡單 ：
   • 產生180°相位變化的調制器和解調器相對簡單，易于實現。

2PSK的工作原理

1. 調制 ：
   • 發送端根據數字比特序列控制調制器，產生0°或180°的相位變化。
2. 傳輸 ：
   • 調制后的信號通過信道傳輸到接收端。
3. 解調 ：
   • 接收端使用相干解調器，通過比較接收信號與本地載波的相位來檢測相位變化。
4. 判決 ：
   • 根據檢測到的相位變化，解調器判決原始的二進制比特。

結論

180°的相位變化是2PSK中的關鍵特性，它允許使用相位變化來表示二進制數據，同時提供了良好的抗噪聲性能和實現簡單性。2PSK是一種有效的數字調制技術，廣泛應用于數字通信系統。