南邮通信原理实验二BPSK_BDPSK传输系统综合实验(1)

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1、实验二BPSK/BDPSK数字传输系统综合实验一、实验原理(―)BPSK调制理论上二进制相移键控（BPSK）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m（1、0码）而改变，通常这两个相位相差180。。如果每比特能量为氏，则传输的BPSK信号为：cos(2砂+0)其中（二）BPSK解调接收的BPSK信号可以表示成：Rd（r）^^cos（2或+&）为了対接收信号中的数据进行正确的解调，这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息，同吋还耍在正确吋间点对信号进行判决。这就是我们常说的载波恢复•位定吋恢复。1、载波恢复对二相调相信号小的载

2、波恢复有很多的方法，最常用的有平方变换法、判决反馈环等。在BPSK解调器中，载波恢复的指标上要有：同步建立时间、保持时间、稳态相差、札I位抖动等。本地恢复载波倍号的稳态和位误差対解调性能存在影响，若提収的和T•载波与输入载波没有相位差，贝懈调输出的信号为=若存在相差A,则输出信号下降VTb2cos?△倍，即输出信噪比下降cos2A，其将影响信道的误码率性能，使误码增加。对BPSK而言，在存在载波恢复稳态相差时信道谋码率为：P＜，=^^[^^cosAl2、位定时抽样时钟在信号最人点处进行抽样，保证了输出信号具有最大的信噪比性能

3、，从而也使误码率较小。在刚接收到BPSK信号Z后，位定时一般不处于正确的抽样位置，必须采用一定的算法对抽样点进行调整，这个过程称为位定时恢复。常用的位定时恢复有：滤波法、数字锁相环等。最后，对通信原理综合实验系统中最常用的几个测量方法作一介绍：眼图、星座图与抽样判决点波形。1、眼图：利川眼图可方便直观地佔计系统的性能。示波器的通道接在接收滤波器的输出端，调整示波器的水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。在荧光屏上看到显示的图型很像人的眼睛，所以称为眼图。2、星座图：与眼图一样，可以较为方便地估计出系统的性能，同时它还可以提

4、供更多的信息，如1、Q支路的正交性、电平平衡性能等。星座图的观察方法如下：用一个示波器的一个通道接收I支路信号，另一通道接Q支路信号，将示波器设置成X-Y方式。3、抽样判决点波形：是在判决器Z前的波形。抽样判决点波形可以较好地反映最终输出性能的好坏。抽样判决点波形上下两线聚集越好，则系统性能越好，反之越差。(三)DBPSK调制与解调由于BPSK相干载波恢复可能出现相位模糊，所以实用屮经常采用DBPSK调制，是相移键控的非相干形式，它不需要在接收机端恢复和干参考信号。非相T•接收机容易制造而口便宜，因此在无线通信系统中被广泛使

5、用。在DBPSK系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK调制器调制。差分编码原理为：a(n)=a(n-l)㊉b(〃)虽然DBPSK差分解调降低了接收机复杂度的优点，但它的能量效率比相干BPSK低3dB。在加性高斯白噪声环境中，平均错误概率如下所示：在DBPSK方式中，山于不需要恢复载波，因而不能观察到接收端的眼图信号。但可以观察抽样判决点Z前的信号波形来判断接收信号的质量与解调性能。差分BPSK的抽样判决点波形较相干BPSK要差。二、实验仪器1、JH5001通信原理综合实验系统2、20MHz双踪示波器3、频谱测量

6、仪三、实验目的1、学握BPSK调制和解调的基木原理；2、掌握BPSK调制的方法3、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；4、掌握BPSK检测的方法，弄懂为什么会产牛相位模糊5、掌握差分编码的方法6、熟悉BDPSK差分检测的基本工作原理；7、了解BPSK/BDPSK在高斯白噪声下的基木性能。四、实验内容与实验结果测试前检查：首先通过菜单将通信原理综合实验系统调制方式设置成“BPSK传输系统”;用示波器测量TPMZ07测试点的倍号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬

7、件进行初始化。输入码先选择m序列，然后按要求选择0/1码等。（-）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图观测（1）通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式（未打勾），此吋基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号眼图（TPi（）3）的波形。成型滤波器使用升余弦响应，*0.4。判断信号观察的效果。（2）通过菜单选择激活“匹配滤波”方式（打勾），此时系统构成收发匹配滤波最佳接收机，重复上述实验步骤。仔细观察和区别与上述两种方式下发送信号眼图（TPi03）的波形。2.I路和Q路调制信号的相平面（

8、矢量图）信号观察（1）测量I支路（TPi03）和Q支路信号（TPiO4）李沙育（x・y）波形时,应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPiO4的合成欠量图，其相位矢屋图应为0、兀两种相位。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量；结介BPSK调制器原理分析测试结果。（