无线通信基础实验报告 数字调制与解调labview

《无线通信基础》 课程研究性学习手册

一、实验任务

在本实验中你要完成一个LabVIEW 程序，它能够将PN 序列或文本作为信源并对其进行数字调制解调。实验的目的是让你进一步熟悉LabVIEW 编程软件的基本操作，并且在编程的过程中可以加深对常见数字调制方式的理解，巩固基础知识。

本实验主程序的前面板是完整的，程序结构和大部分的子程序也都已经提供给我们，需要我们自己完成的只有subMOD 、subPulseShaping 、subMatchFilter 、subDemod 这四个子程序。我们需要按照下面的步骤正确的完成这四个子程序，在完成实验后，需要上交完整的程序以及实验报告。 （1）subMOD 子程序

这个子程序的作用是实现BPSK 或QPSK 的基带调制，即将输入的信源bit 序列映射到符号域，输出是复数形式的符号。

以BPSK 为例，BPSK 把一个信息位表示成一个符号，即映射出的符号有两种可能的相位。在数学上，每比特调制信号表示为：

()()b m b t f t s φπ+=2cos

(4.1)

式中，m f 是基带调制的频率，b φ是b=0或1时的相位偏移。如果我们选择的两个相位分别是π/2和3π/2的话，可以将调制信号()t s b 表示为：

()()()()()

??

?=-=+=12sin 2cos 00

2sin 2cos 0b if t f j t f b if t f j t f t s m m m m b ππππ (4.2)

对应前面所说的将每一个bit 映射成一个复数符号，可以很容易的看出BPSK 的映射关系为：将信源0映射成0+i ，信源1映射成0-i 。

当调制方式为QPSK 时，原理与BPSK 类似。不同的是QPSK 是将

信源的2个bit映射成一个复数符号，因此有四种可能的表示符号。例如我们选择相位偏移分别为π/4、3π/4、5π/4和7π/4，则对应的复数符号分别为0.707 + 0.707i、-0.707 + 0.707i、0.707 – 0.707i和-0.707- 0.707i。因此你在subMOD子程序中需要做的就是把输入的信源bit 数据流映射到符号域上。例如输入bit数据为11011000，调制方式为QPSK的话，则输出的符号应该为-0.707-0.707i、0.707-0.707i、-0.707+0.707i和0.707+0.707i。

（2）subPulseShaping和subMatchFilter子程序

这两个子程序的功能类似，分别是实现发端的脉冲成型滤波和收端的匹配滤波。信号通过滤波器就相当于信号和滤波器的时域脉冲响应做卷积。以发端为例，你首先需要做的就是根据设置的滤波器类型、滤波器长度等输入参数生成脉冲成型滤波器系数。然后根据设置的上采样率对输入符号进行上采样。最后将上采样后的信号与生成的滤波器系数做卷积。得到的便是成型滤波后的输出信号。接收端的实现过程与发射端类似，主要区别在于接收信号已经在发端进行了上采样，因此在收端匹配滤波前不再需要上采样操作。

（3）subDemod子程序

subDemod子程序实现对接收符号的解映射，即发送端subMOD 子程序的逆过程。子程序的输入是同步后的数据符号，输出是解调后的bit数据。如果是BPSK调制，你需要将每个输入的数据符号解映射成一位bit数据；如果是QPSK调制，则需要将每个输入符号解映射成两位bit数据。要注意在发送端进行映射的图谱要与接收端解映射

的图谱对应，这样才能够正确的解调出数据。

（4）实验结果验证

完成以上几个子程序后，可以通过运行主程序来验证编写的模块是否正确。首先你需要在前面板上合理的设置各项参数，例如信源为文本并使用QPSK调制，你还可以通过信噪比范围参数来设置所计算信噪比的最大值。之后运行程序，如果程序正确的话你可以观察到星座图、误码率数据、接收端恢复的文本等输出信息。如错误！未找到引用源。至错误！未找到引用源。所示。然后你可以改变参数，验证在不同参数下程序是否能够正确运行，并对比运行的结果有何异同。

最后按照要求完成实验报告。

接收星座图

恢复的文本内容

误码率曲线

实时误码数据

二、理论分析：

本次试验的主要任务有四项基本的子程序：

1、第一个程序subMOD

它的作用是实现BPSK或QPSK的基带调制，即将输入的信源bit 序列映射到符号域，输出是复数形式的符号。在构造程序时，需要分辨BPSK和QPSK两种调制方式，在不同的条件下执行不同的程序，所以要用到条件框进行两种调制方式的判断。并且有控制键对调制方式进行控制。其次，程序允许多个输入，多个输出，因此需要用到循环进行多次调制，还需要计算出输入的个数以便控制调制的次数。

2、第二、三个程序subPulseShaping和subMatchFilter子程序

（1）这两个程序作用类似，均为滤波器。首先是发端的脉冲成型滤波器，在通信系统中，脉冲成形滤波器还用于无线通信信道得两个重要条件: 1）产生限带信道，2）降低由信号多径反射引起的符间干扰（ISI）。这两个条件都可以通过作用于每个符号的脉冲成形滤波器来实现。实际上，下图所示的sync脉冲满足了上述两个要求，因为它仅占用一小部分频域，但却有效地利用了频域，还由于它对调制信号的每一个符号周期会产生一种加窗效应。

脉冲成形滤波器首先要使波形平滑，即使脉冲突变的上升沿和下降沿平缓，频带外的频率衰减加快。

根据乃奎斯特定理[1]，为使信号基带传输时无码间串扰，系统冲击响应必须满足

1

0()0

s n x nT n =?=?

≠? （1）

其傅氏变换应满足

()s s m m

X f T T ∞

=-∞

+=∑ （2） 在实际系统中，信带传递函数()H f 由发送滤波器()T H f 、信道和接收滤波器()R H f 组成，即()()()()T R C H f H f H f H f =??，若在设计过程中把传输信道看成理想信道，即()C H f =1。只要求特定时刻的波形幅值无失真传送，而不必要求整个波形无失真。根据乃奎斯特第一准则，如果信号经传输后整个波形发生了变化，只要其特定点的抽样值保持不变，那么用再次抽样的方法，仍然可以准确无误地恢复原始信号。满足乃奎斯特第一准则的滤波器有无穷多种，为了满足无码间干扰并实现发射机和接收机的匹配，发射端的脉冲成形滤波器可选择平方根升余弦滤波器，传递函数表示式为

()()11021122102T R H f H f f T

f T T f T

α

αα

α

==-?

≤≤

?-+<≤+?>??

（3）

T 为输入码元的周期，α为滚降系数，取值为01α≤≤。滚降系数α影响着频谱效率，α越小，频谱效率就越高，但α越小时，升余弦滚降滤波器的抽头系数也越多，设计和实现比较困难，而且当传输过程中发生线性失真时产生的符号间干扰也比较严重。在无码间串扰条件下所需带宽 W 和码元传输速率 Rs 的关系一般为：W=1/2(1+α)Rs 。在

实际工程中，α的范围一般定在 0.15～0.5 之间。 记01/(2)f T =，平方根升余弦冲击响应的表达式为

{}2

00222

()sin[2(1)]4cos[2(1)](16)h t T f t tT f t t T t T πααπαπ=

-++-

滚降系数分别为0，,05,1的平方根升余弦滤波器冲击响应波形和频谱如图1和图2所示：

图1 平方根升余弦滤波器冲击响应波形 图2 平方根升余弦滤波器的频谱

需指出，升余弦滤波器的严格限频特性，是物理不可实现的，然而由于01α≤≤升余弦滤波器频率特性的平滑性，使得有可能物理可实现滤波器近似实现此频率特性，所以在限带数字通信系统中广泛采用

01α≤≤

的升余弦滤波器。

若取冲击响应截断时间为8T ，此时滤波器的长度适中且截断误差很小；每T 内采样点为8个。为确保()h t 采用后的[]h n 保持第一类线性相位，舍去0()|t h t =样点，同时对[]h n 右移4个点，采用()h t 中[4,4]t T T ∈-，采样间隔为/8T ，设发送端传递的二进制数据是

{

}432101234,,,,,,,,,,

a a a a a a a a a ----，则发送滤波器的输出波形函数表示

为：

44332211001122344()y t a h a h a h a h a h a h a h a h a h --------=

+++++++++

+

当前传递信息{}0a 时刻对应的波形上升沿y[1..8]分别由4[57..64]h -，

3[49..56]h -，2[41..48]h -，1[33..40]h -，0[25..32]h ，1[17..24]h ，2[9..16]h ，3[1..8]

h 线性表示，即

43210123[0][57][49][41][33][25][17][9][1]y a h a h a h a h a h a h a h a h ----=+++++++ 43210123[1][58][50][42][34][26][18][10][2]y a h a h a h a h a h a h a h a h ----=+++++++

…….. …….. ……..

43210123[7][64][56][48][40][32][24][16][8]y a h a h a h a h a h a h a h a h ----=+++++++

（2）匹配滤波器与脉冲成形滤波器几乎同等重要。脉冲成形滤波器的作用是使信号的符号周期不混叠，而匹配滤波器的作用是滤掉在传送过程中因信号反射而造成的干扰。由于通过直接路径达到的信号比反射信号更早到达接收端，因此反射信号有可能与后续符号周期产生混叠。

设匹配滤波器的输入信号为()x t ，()x t 是由接收信号()s t 和噪声()n t 两部分构成，即()()()x t s t n t =+，在表达式中()n t 是白噪声，双边功率谱密度为()/2n o P f n =，而信号()s t 的频谱函数为()S f 。

根据线性叠加原理，匹配滤波器的输出 也由信号()o s t 和噪声()o n t 两部分构成，即

()()()o o y t s t n t =+

设()o s t 的频谱为 ，根据信号与系统理论得

()()()o S f S f H f =

求()S f 的傅里叶反变换，可得到输出信号()o s t 为

2()()()i ft o s t S f H f e df

π∞

-∞=?

输出噪声0t 的功率谱密度为

20

|)(|2)(f H N f P o n =

匹配滤波器在0t 时刻的输出信号值为

2()()()i ft o s t S f H f e df

π∞

-∞=?

则在0t 时刻输出信号的瞬时功率为

2

0()

o s t ，输出噪声平均功率为

20()2n N P H f df ∞

-∞=?

所以0t 时刻输出的信噪比为

2

22

02

0()()()()2

j ft o o n

X f H f e

df

s t r N P H f df π∞

-∞

∞

-∞==

?

?

根据许瓦兹不等式

???∞

∞

-∞

∞

-∞

∞

-≤df

f Y df f X df f Y f X 222|)(||)(||)()(|

可以得到

20

22

|)(|N E N df f X r s =

≤

?∞

∞

-

当0

2*)()(ft j e f KX f H π-=时等式成立，这就是所要求的匹配滤波器的传输

特性，由上式可知，输出信噪比最大的滤波器的传输特性与信号频谱的共轭成正比，故这种滤波器称为匹配滤波器。

匹配滤波器的冲激响应为

02*)()(ft j e f KX f H π-=

两边取傅立叶反变换，得到

*0)()(t t Kx t h -=

如果输入信号)(t x 是实信号，则)()(0t t Kx t h -=。

假设符号的传输速率s

T

1

，则在接收端同样地我们需要每隔s T 时间

进行一次判决，因此我们希望在每s T 时刻的输出信噪比最大，将上述的0t 用s T 带入，得到匹配滤波器如下：

)()(t T Kx t h s -=

当接收端输入为)()()(1t n t x t s +=时,在相对于)(1t x 的匹配滤波器端输出信号

??+-+=-=s

s

T s T d T t Kx n x d t h s t r 0

1110

)()]()([)()()(τττττττ

??

+-+-+=s

s

T s s T d T t x Kn d T t x x K

1110

1)()()()(ττττττ

??+=s

s T T s d x n K d x x K T r 0

110

11)()()()()(ττττττ

dt t x t s K s T )()(10

?=

式（2-14）说明相对于)(1t x 匹配滤波器的输出信号在形式上与输入信号和)(1

t x 乘积的积分相同，则匹配滤波器在取样时刻的输出值可

以用乘积与积分这样的相关运算来求得，匹配滤波器的实现过程如图2-1所示。

3、第三个程序则为接收端的解码程序subDemod子程序

该程序为第一步编码程序的逆过程。同样的，我们也需要设计程序控制调至类型，并设计算法构造0+i、0-i到0、1，0.707+0.707i、

-0.707+0.707i、0.707-0.707i、-0.707-0.707i到00、01、10、11的映射。

三、实验步骤：

1、打开Digital modulation（学生版）.vi前面板，设置参数如下（信噪比范围20左右可调

）：

2、调整信源类型为文本，输入文本内容God helps those who help themselves，点击运行，查看结果；

3、调整信源类型为PN序列，点击运行，查看结果；

4、将调制类型改为BPSK，其他参数不变，点击运行，查看结果；

四、结论及分析：

1、调整信源类型为文本时：当信噪比为1时发端图样：

收端星座图：

而当信噪比为12时收端：

结论：由图分析可得，信噪比越大，误比特率越小，收端星座图越来越趋向于发端星座图（由完全混乱到十字交叉），通过观察可以发现，信号在经过信道后，时域波形与原来相比发生了失真，频谱图的主瓣有较大衰减，星座图也一定程度上偏离了理想点。分析其原因，主要是信道中高斯噪声产生的影响。而且信噪比越小，波形失真越严重，频谱衰减越大。

调整信源类型为PN序列时：

结论：调整信源类型为PN序列时，接收到文本是一些乱码，同时当信噪比在12左右时，误码率基本维持0不变。

BPSK与QPSK相比，QPSK调制解调有比较低的误码率，所以具有抗

干扰性能强、误码性能好、频带利用率高等优点。

五、遇到的问题及解决方法：

1、由于制作时LabView的高频使用，我们在编程过程思索过如何把LabView前面板控件当前值通过程序设为下次打开时的默认值，解决方法如下：

1）手动操作：对控件点击鼠标右键----Data Operations---Make Current Value Default。

2）通过文件或注册表方式先把控件当前值存下来，再下次打开时再从文件或注册表把值读回来。

3）使用VI Server技术在保存控件当前值为默认值，但这种方法只能处于编辑状态使用，在生成exe文件后不能使用。操作如下（1）调用Invoke Node设VI的Edit Mode值为TRUE

（2）调用Invoke Node设Make Current Value Default

（3）调用Invoke Node设Save Instrumentt的Path to saved file为需要设置默认值的VI路径

2、运行后的labview程序，数据有时候在信噪比为10时误码率为0有时候为12时误码率为0，情况各异。所以我发现如果程序中读取数据的循环运行没那么快，比如几百K采样率的时候，软件上循环也肯定没那么快，一些数据丢失是自然结果，然而丢失多少是一个概率问题，但是当信噪比在11左右的时候，误码率基本稳定为0。

BPSK调制及解调实验报告

实验五BPSK调制及解调实验 一、实验目的 1、掌握BPSK调制和解调的基本原理； 2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路； 3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念； 4、熟悉BPSK调制载波包络的变化； 5、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法； 二、实验器材 1、主控&信号源、9号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、BPSK调制解调（9号模块）实验原理框 PSK调制及解调实验原理框图 2、BPSK调制解调（9号模块）实验框图说明 基带信号的1电平和0电平信号分别与256KHz载波及256KHz反相载波相乘，叠加后得到BPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始基带信号。 四、实验步骤 实验项目一 BPSK调制信号观测（9号模块） 概述：BPSK调制实验中，信号是用相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。本项目通过对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证BPSK调制原理。 1、关电，按表格所示进行连线。

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。将9号模块的S1拨为0000，调节信号源模块W3使256 KHz载波信号峰峰值为3V。 3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz。 4、实验操作及波形观测。 （1）以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”； （2）以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”。 （3）以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。 思考：分析以上观测的波形，分析与ASK有何关系？ 实验项目二 BPSK解调观测（9号模块） 概述：本项目通过对比观测基带信号波形与解调输出波形，观察是否有延时现象，并且验证BPSK解调原理。观测解调中间观测点TP8，深入理解BPSK解调原理。 1、保持实验项目一中的连线。将9号模块的S1拨为“0000”。 2、以9号模块测13号模块的“SIN”，调节13号模块的W1使“SIN”的波形稳定，即恢复出载波。 3、以9号模块的“基带信号”为触发观测“BPSK解调输出”，多次单击13号模块的“复位”按键。观测“BPSK解调输出”的变化。 4、以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-BPSK，观测眼图。 思考：“BPSK解调输出”是否存在相位模糊的情况？为什么会有相位模糊的情况？ 五、实验报告 1、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程； 输入的基带信号由转换开关转接后分成两路，一路经过差分编码控制256KHz的载频，另一路经倒相去控制256KHz的载频。???解调采用锁相解调，只要在设计锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频上此时对应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则对应的环路滤波器输出电压不为零，那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。? 2、分析BPSK调制解调原理。 调制原理是：基带信号先经过差分编码得到相对码，再根据相对码进行绝对调相， 即将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK 调制输出。?

实验四 2PSK调制与解调实验

实验四 2PSK 调制与解调实验 1、 实验箱中2PSK 调制器用的调制方法是什么？ 答：移相键控调制的直接调相法。 2、 2PSK 调制能否用非相干解调方法？ 答：不能。 3、 相位模糊产生的原因和解决方法？ 答：①原因：在调制过程中采用了分频，而二分频器的输出电压有相差180度的两种可能相位，即其输出电压的相位决定了分频器的初始状态，这就是会导致分频出的载波存在相位模糊（2PSK 采用的是相移方式） ②解决办法：使用2DPSK 二相相对移相键控 4、 绝/相、相/绝变换的框图？ 答： 5、 绝/相、相/绝变换电路是怎么实现的。 答：绝/相变换电路是把数据信息源输出的绝对码变相对码，2DPSK 信号由相对码进行绝对调相得到。它由模二加10A U （74LS86）和D 触发器9A U （74LS74）组成，其逻辑关系为：i a ⊕i-1b =i b ，其中i a 是绝对码，i-1b 是延迟一个码元的相对码，i b 是相对码。 相/绝变换电路由14B U （74LS74）和15B U （74LS86）组成，其逻辑关系可表示为i-1b ⊕i b =i a ，其中i b 为相对码，i-1b 为延迟一个码元的相对码，i a 为绝对码。 6、 画出实验板中2PSK 、2DPSK 调制与解调器的原理框图； 答：

7、本实验中，2PSK 信号带宽是多少？用数字示波器如何测量？ 答：B=2 f=2/Ts。先按MATH按钮，再选择FFT选项。 s 8、测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？ 示波器的触发源该选哪一种信号？为什么？ 答：绝对码波形。原始信号。触发源信号应该选择频率较低、稳定度高的信号。 9、解调电路各点信号的时延是怎么产生的？ 答：由滤波与抽样产生。 10、码再生的目的是什么？ 答：①防止噪声干扰的累加，恢复出基带信号。②把码元展宽。 11、用D触发器做时钟判决的最佳判决时间应该如何选择？ 答：眼图中眼睛张开最大时刻，即码元能量最大时刻，把各个信号叠加在一起。 12、解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产生的？ 答：由滤波与抽样产生。 13、在接收机带通滤波器之后的波形出现了起伏是什么原因，带通滤波器的 带宽设计多大比较合适？ 答：符号切换造成了旁瓣的产生，0、1跳变使得高频成份丰富。π→0→π转换点导致的频谱扩展特别大，通过滤波器会缩小。带宽设计为2/Ts。

抽样定理和PCM调制解调实验报告

《通信原理》实验报告 实验一：抽样定理和PAM调制解调实验 系别：信息科学与工程学院 专业班级：通信工程1003班 学生姓名：陈威 同组学生：杨鑫 成绩： 指导教师：惠龙飞 （实验时间：2012 年 12 月 7 日——2012 年 12 月28日） 华中科技大学武昌分校

1、实验目的 1对电路的组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方法的优缺点。 2.通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理。 2、实验器材 1、信号源模块 一块 2、①号模块 一块 3、60M 双踪示波器 一台 4、连接线 若干 3、实验原理 3.1基本原理 1、抽样定理 图3-1 抽样与恢复 2、脉冲振幅调制（PAM ） 所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。 自然抽样 平顶抽样 ) (t m ) (t T

图3-3 自然抽样及平顶抽样波形 PAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变已抽样信号m s 化的规律（如图3-3所示）。平顶抽样所得的已抽样信号如图3-3所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的PAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。 四、实验步骤 1、将信号源模块、模块一固定到主机箱上面。双踪示波器，设置CH1通道为同步源。 2、观测PAM自然抽样波形。 （1）将信号源上S4设为“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。 （2）将模块一上K1选到“自然”。 （3）关闭电源，连接 表3-1 抽样实验接线表 (5)用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在1V左右。在PAMCLK处观察被抽样信号。CH1接PAMCLK（同步源），CH2接“自然抽样输出”（自然抽样PAM信号）。

通信原理实验——2PSK调制与解调

贵州大学实验报告 学院：计信学院专业：网络工程班级：101 姓名学号实验组实验时间2013.06.16 指导教师成绩 实验项目名称实验二2PSK调制与解调 实 验目的1、掌握2PSK调制的原理及实现方法。 2、掌握2PSK解调的原理及实现方法。 实验原理 1、2PSK调制 2PSK信号产生的方法有两种：模拟调制法和数字调制法。 码型变换乘法器 NRZ输入双极性NRZ调制输出 载波输入 图16-1 2PSK调制模拟相乘法原理框图 上图16-1是2PSK调制模拟相乘法原理框图。信号源模块提供码速率96K的NRZ 码和384K正弦载波。在2ASK中数字基带信号是单极性的，而在2PSK中数字基带信号是双极性的。故先将单极性NRZ码经码型变换电路转换为双极性NRZ码，然后与384K正弦载波相乘，便得2PSK调制信号。乘法器的调制深度可由“调制深度调节”旋转电位器调节。 载波1 384K 开关电路2 调制输出 NRZ输入 开关电路1 反相器 图16-2 2PSK调制数字键控法原理框图 上图16-2是2PSK调制数字键控法原理框图。为便于实验观测，由信号源模块提供码速率为96Kbit/s的NRZ码数字基带信号和384KHz正弦载波信号，NRZ码为“1”的一个码元对应0相位起始的正弦载波的4个周期，NRZ码为“0”的一个码元对应π相位起始的正弦载波的4个周期。 实验中采用模拟开关作为正弦载波的输出通/断控制门，数字基带信号NRZ码用来

控制门的通/断。当NRZ 码为高电平时，模拟开关1导通，模拟开关2截止，0相位起始的正弦载波通过门1输出；当NRZ 码为低电平时，模拟开关2导通，模拟开关1截止，π相位起始的正弦载波通过门2输出。门的输出即为2FSK 调制信号，如下图16-3所示。 NRZ输入 调制信号 1 1 00 1 PSK 图16-3 2PSK 调制信号波形 2、2PSK 解调 2PSK 信号的解调通常采用相干解调法，原理框图如下图16-4所示。 LPF 相乘器电压判决 抽样判决 调制输入 BS输入 PSK/DPSK 判决电压调节 载波输入相乘输出 滤波输出 解调输出 判压输出 图16-4 2PSK 解调相干解调法原理框图 设已调信号表达式为1()cos(())s t A t t ω?=?+（A 1为调制信号的幅值）， 经过模拟乘法器与载波信号A 2cos t ω（A2为载波的幅值）相乘，得 0121 ()[cos(2())cos ()]2 e t A A t t t ω??= ++ 可知，相乘后包括二倍频分量121 cos(2())2 A A t t ω?+和cos ()t ?分量（()t ?为时 间的函数）。因此，需经低通滤波器除去高频成分cos(2())t t ω?+，得到包含基带信号的低频信号。 然后再进行电压判决和抽样判决。此时，“解调类型选择”拨位开关拨到“PSK ”一端。 解调过程中各测试点波形如下图16-5所示。

通信原理2DPSK调制与解调实验报告

通信原理课程设计报告

一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1

DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 码变换相乘 载波 s(t)e o(t)

2PSK数字信号的调制与解调

中南民族大学 软件课程设计报告 电信学院级通信工程专业 题目2PSK数字信号的调制与解调学生学号 42 指导教师 2012年4月21日

基于MATLAB数字信号2PSK的调制与解调 摘要：为了使数字信号在信道中有效地传播，必须使用数字基带信号的调制与解调，以使得信号与信道的特性相匹配。基于matlab实验平台实现对数字信号的2psk的调制与解调的模拟。本文详细的介绍了PSK波形的产生和仿真过程加深了我们对数字信号调制与解调的认知程度。 关键字：2PSK;调制与解调；MATLAB 引言 当今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。因此，数字信号的调制就显得非常重要。 调制分为基带调制和带通调制。不过一般狭义的理解调制为带通调制。带通调制通常需要一个正弦波作为载波，把基带信号调制到这个载波上，使这个载波的一个或者几个参量上载有基带数字信号的信息，并且还要使已调信号的频谱倒置适合在给定的带通信道中传输。特别是在无线电通信中，调制是必不可少的，因为要使信号能以电磁波的方式发送出去，信号所占用的频带位置必须足够高，并且信号所占用的频带宽度不能超过天线的的通频带，所以基带信号的频谱必须用一个频率很高的载波调制，使期带信号搬移到足够高的频率上，才能够通过天线发送出去。 主要通过对它们的三个参数进行调制，振幅，角频率，和相位。使这三个参量都按时间变化。所以基带的数字信号调制主要有三种方式：FSK，PSK，ASK。在这三种调制的基础上为了得到更高的效果也出现了很多其它的调制方式，如：DPSK，MASK，MFSK，MPSK，APK。它们其中有的一些是将基本的调制方式用在多进制上或者引入了一些新的方式来解决基本调制的一些问题如相位模糊和无法提取位定时信号，另外一些由是组合多种基本的调制方式来达到更好的效果。 基带信号的调制主要分为线性调制和非线性调制，线性调制是指已调信号的频谱结构与原基带信号的频谱结构基本相同，只是占用的频率位置搬移了。而非线性调制则是指它们的结构完全不同不仅仅是频谱搬移，在接收方会出现很多新的频谱分量。在三种基本的调制中，ASK 属于线性调制，而FSK和PSK属于非线性调制。已调信号会在接收方通过各种方式通过解调得到，但是由于噪声和码间串扰，总会有一定的失真。所以人们总是在寻找不同的接收方式来降低误码率，其中的接收方式主要有相干接收和非相干接收。在接收方通过载波的相位信号去检测信号的方法称为相干检测，反之若不利用就称为非相干检测，而对于一些特别的调制有特别的解调方式，如过零检测法。 系统的性能好坏取决于传输信号的误码率，而误码率不仅仅与信道、接收方法有关还和发送端采用的调制方式有很大的关系。我们研究的ASK，FSK，PSK等就主要是发送方的调制方式。

通信原理2DPSK调制与解调实验报告

通信原理课程设计报告 一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，

Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。

图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 3. 2DPSK信号的解调原理 2DPSK信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 (1) 2DPSK信号解调的极性比较法 它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码，再经过逆差分器，就得到了基带信号。它的原理框图如图1.3.1所示。 码变换相乘 载波 s(t)e o(t) 相乘器低通滤波器抽样判决器2DPSK 带通滤波器 延迟T

PSK(DPSK)及QPSK-调制解调实验报告

实验4 PSK(DPSK)及QPSK 调制解调实验 配置一：PSK(DPSK)模块 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一） PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使0 相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 的输入端（11 脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输出π相载波，两个模拟开关输出通过载波输出开关37K02 合路叠加后输出为二相PSK 调制信号。另外，DPSK 调制是采用码型变换加绝对调相来实现，即把数据信息源（伪随机码序列）作为绝对码序列{a n}，通过码型变换器变成相对码序列{b n}，然后再用相对码序列{b n}，进行绝

PSK调制解调实验报告标准范本

报告编号：LX-FS-A22577 PSK调制解调实验报告标准范本 The Stage T asks Completed According T o The Plan Reflect The Basic Situation In The Work And The Lessons Learned In The Work, So As T o Obtain Further Guidance From The Superior. 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

PSK调制解调实验报告标准范本 使用说明：本报告资料适用于按计划完成的阶段任务而进行的，反映工作中的基本情况、工作中取得的经验教训、存在的问题以及今后工作设想的汇报，以取得上级的进一步指导作用。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B

5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控

PSK调制解调实验报告范文

PSK调制解调实验报告范文 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控

（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一）PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使0 相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 的输入端（11 脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关 A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关 B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输

数字调制与解调 实验报告材料

计算机与信息工程学院实验报告 一、实验目的 1.掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2.掌握用键控法产生2FSK信号的方法。 3.掌握2FSK过零检测解调原理。 4.了解2FSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验仪器或设备 1.通信原理教学实验系统 TX-6（武汉华科胜达电子有限公司 2011.10） 2.LDS20410示波器（江苏绿扬电子仪器集团有限公司 2011.4.1） 三、总体设计 3.1数字调制 3.1.1实验内容： 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察2FSK信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2FSK信号的频谱。 3.1.2基本原理： 本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2FSK信号。调制模块内部只用+5V电压。 数字调制单元的原理方框图如图1-1所示。 图1-1 数字调制方框图 本单元有以下测试点及输入输出点：

? CAR 2DPSK 信号载波测试点 ? BK 相对码测试点 ? 2FSK 2FSK 信号测试点/输出点，V P-P >0.5V 用1-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对 应关系如下： ? ÷2（A ） U8：双D 触发器74LS74 ? ÷2（B ） U9：双D 触发器74LS74 ? 滤波器A V6：三极管9013，调谐回路 ? 滤波器B V1：三极管9013，调谐回路 ? 码变换 U18：双D 触发器74LS74；U19：异或门74LS86 ? 2FSK 调制 U22：三路二选一模拟开关4053 ? 放大器 V5：三极管9013 ? 射随器 V3：三极管9013 2FSK 信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，通过分频和滤波得到。 2FSK 信号（相位不连续2FSK ）可看成是AK 与AK 调制不同载频信号形成的两个2ASK 信号相加。时域表达式为 t t m t t m t S c c 21cos )(cos )()(ωω+= 式中m(t)为NRZ 码。 2FSK 信号功率谱 设码元宽度为T S ，f S =1／T S 在数值上等于码速率， 2FSK 的功率谱密度如图所示。多进制的MFSK 信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。 本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2FSK 也具有离散谱。 3.2 数字解调 3.2.1 实验内容 1、 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。 3.2.2 基本原理 2FSK 信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。

实验九 QPSK调制与解调实验报告

实验九QPSK/OQPSK 调制与解调实验 一、实验目的 1、了解用CPLD 进行电路设计的基本方法。 2、掌握QPSK 调制与解调的原理。 3、通过本实验掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法，了解星座图的作用及工程上的作用。 二、实验内容 1、观察QPSK 调制的各种波形。 2、观察QPSK 解调的各种波形。 三、实验器材 1、信号源模块 一块 2、⑤号模块 一块 3、20M 双踪示波器 一台 4、 连接线 若干 四、实验原理 （一）QPSK 调制解调原理 1、QPSK 调制 QPSK 信号的产生方法可分为调相法和相位选择法。 用调相法产生QPSK 信号的组成方框图如图12-1（a ）所示。图中，串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性序列。设两个序列中的二进制数字分别为a 和b ，每一对ab 称为一个双比特码元。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图12-1（b ）中虚线矢量。将两路输出叠加，即得如图12-1（b ）中实线所示的四相移相信号，其相位编码逻辑关系如表12-1所示。 （a ） a(0)b(0) b(1) a(1) （b ） 图12-1 QPSK 调制 /并变换。串/并变换器将输入的二进制序列分为两个并行的双极性序列110010*********和

111101*********。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，然后将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号。 2、QPSK 解调 图12-2 QPSK 相干解调器 由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK 信号的合成，故它可以采用与2PSK 信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK 信号相干解调器构成，其组成方框图如图12-2所示。图中的并/串变换器的作用与调制器中的串/并变换器相反，它是用来将上、下支路所得到的并行数据恢复成串行数据的。 （二）OQPSK 调制解调原理 OQPSK 又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK 的改进型，为了克服QPSK 中过零点的相位跃变特性，以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽（通过带限系统后）等一系列问题。若将QPSK 中并行的I ，Q 两路码元错开时间（如半个码元），称这类QPSK 为偏移QPSK 或OQPSK 。通过I ，Q 路码元错开半个码元调制之后的波形，其载波相位跃变由180°降至90°，避免了过零点，从而大大降低了峰平比和频带的展宽。 下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I 路，Q 路波形，以及经载波调制以后相位变化情况。 若给定基带信号序列为1 －1 －1 1 1 1 1 －1 －1 1 1 －1 对应的QPSK 与OQPSK 发送波形如图12-3所示。 1-1-11111-1-111-1111-11-111-11-1-111-11-1 基基基基I 基基Q P S K ,O Q P S K Q 基基 Q P S K Q 基基O Q P S K -1 图12-3 QPSK,OQPSK 发送信号波形 图12-3中，I 信道为U （t ）的奇数数据单元，Q 信道为U （t ）的偶数数据单元，而OQPSK 的Q 信道与其I 信道错开（延时）半个码元。 QPSK ，OQPSK 载波相位变化公式为 {}()33arctan ,,,()44 44j i j i Q t I t ππ?ππ? ????? =--???? ?????? ?@ QPSK 数据码元对应的相位变化如图12-4所示，OQPSK 数据码元对应相位变化如图 12-5所示

通信原理实验QPSK调制解调实验

HUNAN UNIVERSITY 课程实验报告 题目：十QPSK调制解调实验 指导教师： 学生： 学生学号： 专业班级：

实验10 QPSK调制解调实验 一、实验目的 1. 掌握QPSK调制解调的工作原理及性能要求；了解IQ调制解调原理及特性 2. 进行QPSK调制、解调实验，掌握电路调整测试方法了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性 二、实验原理 1、QPSK调制原理 QPSK又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。 用调相法产生QPSK调制原理框图如图所示，QPSK的调制器可以看作是由两个BPSK调制器构成，输入的串行二进制信息序列经过串行变换，变成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性的二电平信号I（t）和Q（t），然后对Acosωt和Asinωt进行调制，相加后即可得到QPSK信号。

二进制码经串并变换后的码型如图所示，一路为单数码元，另外一路为偶数码元，这两个支路互为正交，一个称为同相支路，即I支路；另外一路称为正交支路，即Q支路 2、QPSK解调原理 由于QPSK可以看作是两个正交2PSK信号的合成，故它可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK信号相干解调器构成，其原理框图如图 三、实验步骤 在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ调制解调模块（以下简称

IQ模块）、码元再生模块（以下简称再生模块）和PSK载波恢复模块。 1、QPSK调制实验 a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成连接 * 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。 b、按基带成形模块上“选择”键，选择QPSK模式（QPSK指示灯亮）。 c、用示波器观察基带模块上“NRZ-I,I-OUT,NRZ-Q,Q-OUT”的信号;并分别与“NRZ IN”信号进行对比，观察串并转换情况。 NRZ-I 与NRZ IN I-OUT与NRZ IN NRZ-Q 与NRZ IN Q-OUT与NRZ IN d、观测IQ调制信号矢量图。 e、观测IQ调制载波信号。

实验九QPSK调制与解调实验报告

实验九Q P S K/O Q P S K调制与解调实验 一、实验目的 1、了解用CPLD进行电路设计的基本方法。 2、掌握QPSK调制与解调的原理。 3、通过本实验掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法，了解星座图的作用及工程上的作用。 二、实验内容 1、观察QPSK调制的各种波形。 2、观察QPSK解调的各种波形。 三、实验器材 1、信号源模块一块 2、⑤号模块一块 3、20M双踪示波器一台 4、连接线若干 四、实验原理 （一）QPSK调制解调原理 1、QPSK调制 QPSK信号的产生方法可分为调相法和相位选择法。 用调相法产生QPSK信号的组成方框图如图12-1（a）所示。图中，串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性序列。设两个序列中的二进制数字分别为a和b，每一对ab称为一个双比特码元。双极性的a和b脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图12-1（b）中虚线矢量。将两路输出叠加，即得如图12-1（b）中实线所示的四相移相信号，其相位编码逻辑关系如表12-1所示。 （a） （b） 图12-1 QPSK调制 2、QPSK解调 图12-2 QPSK相干解调器 由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK信号的合成，故它可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK信号相干解调器构成，其组成方框图如图12-2所示。图中的并/串变换器的作用与调制器中的串/并变换器相反，它是用来将上、下支路所得到的并行数据恢复成串行数据的。（二）OQPSK调制解调原理 OQPSK又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK的改进型，为了克服QPSK中过零点的相位跃变特性，以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽（通过带限系统后）等一系列问题。若将QPSK中并行的I，Q两路码元错开时间（如半个码元），称这类QPSK为偏移QPSK或OQPSK。通过I，Q路码元错开半个码元调制之后的波形，其载波相位跃变由180°降至90°，避免了过零点，从而大大降低了峰平比和频带的展宽。 下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I路，Q路波形，以及经载波调制以后相位变化情况。 若给定基带信号序列为1 －1 －1 1 1 1 1 －1 －1 1 1 －1 对应的QPSK与OQPSK发送波形如图12-3所示。 图12-3 QPSK,OQPSK发送信号波形 图12-3中，I信道为U（t）的奇数数据单元，Q信道为U（t）的偶数数据单元，而OQPSK的Q信道

2PSK通信系统仿真实验报告

2PSK通信系统仿真实验报告 班级： 姓名： 学号：

一、实验目的 1. 了解通信系统的组成、工作原理、信号传输、变换过程； 2. 掌握通信系统的设计方法与参数设置原则； 3. 掌握使用SystemView软件仿真通信系统的方法； 4.进行仿真并进行波形分析； 二、实验任务 使用Systemview进行系统仿真任务，要经过以下几个步骤： 1.系统输入正弦波频率：500 Hz；码元传输速率：64kBd； 2. 设计一通信系统，并使用SystemView软件进行仿真； 3. 获取各点时域波形，波形、坐标、标题等要清楚；滤波器的单位冲击相应和幅频特性曲线； 4. 获取主要信号的功率谱密度； 5. 获取眼图； 6.提取相干载波； 7.数据分析及心得体会要求手写。 三、原理简介 1．PCM系统原理 .脉冲编码调制 通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（Pulse Code Modulation PCM）,简称脉码调制。原理框图如图1-1所示： 信号输出

冲激脉冲 图1-1 PCM 编码方框图 .编码过程 由冲激脉冲对模拟信号进行抽样，抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍是模拟信号。为了实现以数字码表示样值必须采用“四舍五入”的方法将抽样值量化为整数，量化后的抽样信号与量化前的抽样信号相比较，有所失真且不再是模拟信号，这种量化失真在接收端还原成模拟信号时表现为噪声，称为量化噪声。量化噪声的大小取决于把样值分级“取整”的方式，分的级数越多，即量化级差或间隔越小，量化噪声也越小。在量化之前通常用保持电路将其作短暂保存，以便电路有时间对其进行量化。然后在图1-1中的编码器中进行二进制编码。这样，每个二进制码组就代表了一个量化后的信号抽样值，即完成了PCM 编码的过程。译码过程与编码过程相反。如图1-2所示。 图1-2 PCM 译码原理图 2.二进制移相键控（2PSK ）的基本原理： 2PSK,二进制移相键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。在2psk 中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。 其表达式如下：

0QPSK调制解调实验报告

0QPSK调制解调实验报告 一、实验目的 1．掌握0QPSK调制解调原理。 2．理解0QPSK的优缺点。 二、实验内容 1．观察0QPSK调制过程各信号波形。 2．观察0QPSK解调过程各信号波形。 三、预备知识 1．0QPSK调制解调的基本原理。 2. 0QPSK调制解调模块的工作原理及电路说明。 四、实验器材 1. 移动通信原理实验箱。 2．20M数字双踪示波器。 五、实验原理 0QPSK调制解调原理 0QPSK又叫四相相移键控，它通QPSK的不同之处是在正交支路引入了一个码元（Ts）的延时，这使得两个支路的数据错开了一个码元时间，不会同时发生变化，而不像QPSK那样产生±π的相位跳变，而仅能产生±π/2的相位跳变，如图4-1所示。 从图4-1星座图和相位转移图中看出对于1QPSK，±π相位的跳变消除了，所以1QPSK 信号的带限不会导致信号包络经过零点。0QPSK包络的变化小多了，因此对1QPSK的硬限幅或非线性放大不会再产生严重的频带扩展，0QPSK即使在非线性放大后仍能保持其带限的性质。0QPSK的调制方法和QPSK一样。 图4-1 QPSK和0QPSK的星座图和相位转移图

1) 六、实验步骤 1.A 方式的0QPSK 调制实验 （1）将“调制类型选择”拨码开关拨为00001000、0001，则调制类型选择为A 方式的0QPSK 调制。 （2）分别观察并说明NRZ 码经串并转换得到的‘DI ’、‘DQ ’两路的一个周期的数据波形。 CH1:NRZ CH2:DI CH1:NRZ CH2:DQ （3）双踪观察并分析说明‘DI ’与‘I 路成形’信号波形；‘DQ ’与‘Q 路成形’信号波形；

通信原理FSK调制解调实验报告

上海电力学院 实验报告 实验课程名称：通信原理 实验项目名称：FSK调制解调实验 姓名：杨琳琳学号：20111957 班级：2011072班实验时间：2013/11/12 成绩：

一：实验目的 1、熟悉 FSK 调制和解调基本工作原理； 2、掌握 FSK 数据传输过程； 3、掌握 FSK 性能的测试； 4、了解 FSK 在噪声下的基本性能； 二：实验设备 1．通信原理实验箱；一台 2． 20MHz 双踪示波器；一台 3．函数信号发生器；一台 4．误码仪，共用一台 三：实验原理 1．FSK 调制原理：在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的 1 和 0）。 产生 FSK 信号最简单的方法是根据输入的数据比特是 0 还是 1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种 FSK 信号称为不连续 FSK 信号。不连续的 FSK 信号表达式为： 其实现如图所示： 由于相位的不连续会造成频谱扩展，这种 FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用较多。随着数字处理技术的不断发展，越来越多地采用连续相位 FSK 调制技术。 目前较常用产生 FSK 信号的方法是，首先产生 FSK 基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。因此，FSK 可表示如下： 应当注意，尽管调制波形 m（t）在比特转换时不连续，但相位函数θ（t）是与 m（t）的积分成比例的，因而是连续的，其相应波形如图所示：

FSK 的信号频谱如图所示。 FSK 信号的传输带宽 Br，由 Carson 公式给出：Br=2Δf+2B 其中 B 为数字基带信号的带宽。假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲信号的带宽 B=R。因此，FSK 的传输带宽变为：Br=2（Δf+R）。 如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：Br=2Δf+（1+α）R （其中α为滤波 器的滚降因子）。 在通信原理综合实验系统中，FSK 的调制方案如下： 按照上述原理，FSK 正交调制器的实现为如图结构： 如发送 0 码，则相位累加器在前一码元结束时相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时刻相位累加 2πf1Ts ，直到该信号码元结束；如发送１码，则相位累加器在前一码元结束时的相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时刻相位累加 2πf 2Ts ，直到该信号码元结束。 在通信信道 FSK 模式的基带信号中传号采用 f H 频率，空号采用 f L 频率。在 FSK 模式下，不采用采用汉明纠错编译码技术。调制器提供的数据源有： 1、外部数据输入：可来自同步数据接口、异步数据接口和 m 序列； 2、全 1 码：可测试传号时的发送频率（高）； 3、全 0 码：可测试空号时的发送频率（低）； 4、 0/1 码：0101…交替码型，用作一般测试；