数字通信-相移键控

相移键控（Phase Shift Keying，PSK）是一种数字通信调制技术，它在数字信息和单个相移载波之间进行切换和调制。PSK调制方式是基于相位的，因此它可以在有限的频带宽度内实现更高的数据传输速率。

PSK调制方式

PSK调制方式是通过改变相位来传输数据。常见的PSK调制方式有二进制相移键控（Binary PSK，BPSK）、四进制相移键控（Quadrature PSK，QPSK）、八进制相移键控（Eight PSK，8PSK）等。

二进制相移键控（BPSK）

在BPSK中，相位只有两种状态，分别为0度和180度。这意味着我们可以将数字比特流转换为一系列的0度和180度的相位变化。

四进制相移键控（QPSK）

在QPSK中，相位有四种状态，分别为0度、90度、180度和270度。这意味着我们可以将数字比特流转换为一系列的四种相位变化。

八进制相移键控（8PSK）

与QPSK相似，8PSK将数字比特流转换为八种相位变化，分别为0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度和315度。

实现PSK调制

对于数字通信系统的开发者，可以使用MATLAB等工具来实现PSK调制。下面是一个基本的MATLAB代码片段，用于实现BPSK：

%设置参数
N = 1e3; % 传输比特数
bits = randi([0 1], N, 1); % 生成随机比特流
fc = 100; % 载波频率
fs = 1e3; % 采样频率
t = (0:N-1)/fs; % 时间轴

% 模拟生成BPSK信号
bpsk = 2*bits-1; % 将0,1映射到-1,1
bpsk_tx = bpsk.'.*sin(2*pi*fc*t); % 与正弦波载波相乘

% 显示BPSK信号
subplot(2,1,1);
plot(t,bpsk_tx);
title('BPSK调制信号');
xlabel('时间(s)');
ylabel('幅度');

% 显示功率谱密度
subplot(2,1,2);
psd(bpsk_tx);
title('BPSK调制信号的功率谱密度');
xlabel('频率(Hz)');
ylabel('功率(dB)');

参考文献

1. Proakis, J., Salehi, M., Wang, J. (2015). Contemporary Communication Systems Using MATLAB. Cengage Learning.
2. Haykin, S. (2014). Communication Systems. Wiley.