- 文献综述（或调研报告）：
3.1 移相键控数字通信原理与应用
二进制相移键控是载波的相位随着二进制数字基带信号而变化，而振幅和频率保持不变。BPSK(2PSK)信号的时域表达式为：
其中是相移常数，这里假设基带信号“0”和“1”通过转换，取值为“-1”和“ 1”，则调制信号的表达式可写为：
BPSK信号的功率表达式为：
其中为基带信号的功率谱密度。
在水声通信中，通常采用基于自适应均衡技术的相位相干检测技术来提高系统的数据率，但此技术对接收端的输入信噪比有较高要求，而多载波相移键控法用于水声通信时可以提高水下通信数据率，且在保证系统数据率的条件下，增加信号的持续时间，增大传输距离，从而显著改善系统的可靠性和抗多径干扰性能[1]。
近年来，随着水下声学的应用开始从军事转向商业，水声通信受到了广泛关注。由于水声信道的强时变、空变、频变特性，无线通信中可行的通行方式，在水声通信中性能受到严重影响，甚至不可用，因此目前水声通信中主要采用非相干和相干两种通信技术[1]。由于相干系统可以作为其他水声通信技术的基础，因此也是水声通信的主要研究与应用对象[2~3]。与模拟通信相比，数字通信有许多优良特性，如抗干扰能力强、传输差错可以控制、易于进行变换和存储、易于做高保密性的加密处理等[4]。对于PSK信号的观察分析有许多途径，除了本文中所用的MATLAB仿真，文献[5]使用了常见的通信系统设计及仿真软件Systemview构建出BPSK与BDPSK信号的仿真系统并对信号进行了直观的波形分析。
相移键控（PSK）信号因为其较好的抗噪能力（即使在低信噪比的情况下，相比其他方法它有更低的误码率）和再生能力，因此成为在卫星通信中最常使用的调制技术[6]。PSK调制方案广泛应用于一些高速的数字无线通信系统中，如宽带数字视频广播系统、中继卫星通信系统等，具有频谱利用率高和较强的抗干扰能力，无线通信中由于多普勒平移以及较高的符号率等原因，往往存在着较大的频偏，对于高阶PSK调制中的载波恢复要求具有较小的稳态相差来抵抗较低的信噪比[7]。文献[8]提出了导航识别中针对伪码未知情况下基于相位补偿及数据块累加来增强信号的方法，并结合快速傅里叶变换来估计载波频率，同时为解决无码条件下的导航卫星识别问题，提出了一种基于多普勒频移特征的导航星识别方法，研究了基于三分法快速搜索优化平移量的匹配算法，并采用全局匹配、局部剔除的策略来提高卫星识别的全局可信度。文献[9~10]针对数据包长度有限的突发卫星通信情况，为了实现信号快速捕获、载波快速同步、载波平稳跟踪，提出了可以在FPGA上实现的PSK信号快速同步方法。经验证，该方法实现简洁有效，硬件开销小，同步时间短。文献[11]提出了一种开环结构的全数字无前导字的突发PSK信号解调方案，与常规算法相比，该算法可以在较低信噪比、较大载波频偏下工作，适合用于突发通信。
在PSK信号的载波频率估计方法中，较为经典的方法为非线性法[13~14]，包括运用取绝对值、取平方值和四次方值来消除PSK信号的相位突变，生成频率为载频整数倍的正弦信号来实现PSK信号的检测与载频估计。
此外，文献[15~16]中利用高阶统计量对高斯噪声较强的抑制能力，提出了四阶累积量2-D切片法，该方法有效降低了高阶累积量计算复杂度，实现了载频和扩频码的周期估计。
