二相移相键控实验报告.doc

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1、通信原理实验报告实验三二相移相键控班李晓扬2014年3月实验三二相移相键控一、实验目的1.加深理解二相移相键控系统的基本工作原理与及其电路组成。2.学会利用示波器观察系统各单元电路的工作过程、学会利用示波器检查系统的方法。3.学会利用示波器观察基带信号眼图的方法，熟悉2DPSK的抗干扰性能。4.学会利用数字示波器观察基带信号频谱、已调信号频谱及其传输频带的测量方法。二、实验内容1.在“数据入”端分别加入三种规则基带信号（1、0、1:1码）时，用示波器观察调制器及解调器各测试点上的时域波形，观察FFT频谱结构；2.在“数据入”端加伪随机码（63位m序列）时，用示波器观察观

2、察调制器及解调器各测试点上的波形和基带信号眼图--理想信道下的眼图。3.在“数据入”端加入噪声时，观察不同信噪比下基带信号的眼图和测量系统的误码率；4.在“数据入”端加入63位伪随机码时观察调制信号、已调信号及带通滤波器输出端的FFT频谱结构,计算这种调制方式下所需的传输频带宽度。三、实验仪器TDS-2012数字示波器一台HH4310型20MHz双踪示波器一台LPS-305双路稳压电源一台UZ-3噪声产生器或者自插噪声源一台YWS-5210误码率测试仪一台HFP-1有效值电压表一台2PSK/2DPSK实验箱一套四、实验原理1.二进制移相键控（2PSK/2DPSK）二进制

3、移相键控中，载波的相位随数字基带信号的“1”或“0”改变，信号码元的“1”或“0”通常用已调信号载波0o和180o分别表示。二进制移相键控信号的时域表达式为（8-1）在2PSK调制中，an应选择双极性，即(8-2)若g(t)是脉宽为TS，高度为1的矩形脉冲是，则有(8-3)由式（8-2）可看出，当发送二进制符号1时，已调信号S2PSK（t）取相位，当发送二进制符号0时，已调信号S2PSK（t）取相位。若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有（8-4)当数字基带信号与载波频率间有确定的倍数关系时，典型的波形如图8.1所示。图8.12PSK信号的典型波形二进制移相键控信号的产

4、生方法主要有两种。如图8.2所示。第一种方法是相乘法，只要数字基带信号为双极性码，并不含直流分量，即能用该方法来产生；第二种方法是开关选通法，这种方法是产生一个载波的二重相位（对多相的移相键控应是单一载波的多重相位），以基带信号所代表的数值去选择这些相位。当然，也可以是利用被控制的延迟提供所需的载波相移量，然后由基带信号通过开关阵列来控制相移量的大小。（a）相乘法产生BPSK信号（b）相位选择法产生BPSK信号图8.22PSK信号的调制原理图对PSK信号的解调通常都是采用相干解调的方法，因而如何获得同频、同相的载频信号是一个关键性的问题。由于2PSK信号是抑制载频的双边

5、带信号，在已调信号中不存在载波分量，因而无法从已调信号中直接获取本地载频。只有对已调信号进行非线性变换后才能恢复出载频。然而恢复出来的载波可能与未调制载波同相，也可能反相，以至于解调后的信码出现“0”、“1”倒置（亦即发送“1”码，被错解调为“0”，发送“0”码，被错解调为“1”）。这对于数据传输来说当然是不允许的。克服相位模糊度对于相干解调影响的有效办法是对调制器输入的数字基带信号进行差分编码——相对移相（2DPSK）2.二进制差分相位键控（2DPSK）前面所讨论的2PSK信号，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于它是利用载波相位的绝对数值来传递信息，因而又

6、称其为绝对调相方式。另一种利用载波相位传递信息的方法为相对调相，它不是利用载波相位的绝对数值传递数字信息，而是利用数字基带信号前后码元的相对相位变化来传递数字信息。以2DPSK为例，当一个码元取1时，它对应的载波相位与前一码元的载波同相；码元取0时，所对应的载波与前一码元所对应的载波反相，这种关系如图8.3所示。图8.32DPSK信号相位关系实现相对移相的最常用方法是：首先对数字基带信号进行差分编码，然后再利用差分码对载波进行绝对调相，使已调载波相位满足相对移相的相位关系。对数字基带信号进行差分编码可以由一个模二和电路与一级移位寄存器来实现。设输入的二进制绝对码元序列为

7、，移位寄存器输出的相对码元序列为{bi}，则二相差分编码的逻辑关系为（8-5）绝对码实现相对移相的过程以及典型的波形如图8.4所示。图8.4绝对码实现相对移相的波形对应于发端的差分编码，对接收端抽样判决器的输出信号必须进行码型的变换―差分编码。设差分解码的逻辑为（8-6）将式（8-5）代入式（8-6），有因为，所以（8-7）（8-7）式表明，经差分解码后恢复出了原始的数字信息。五、实验方案如前所述，2PSK和2DPSK就调制器和解调器而言，都是实现绝对调相和绝对调相信号的解调，2DPSK仅在调制前对绝对码进行差分编码及在解调后进行差分解码