BPSK调制原理.doc

原理：2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为Dj，可定义一种数字信息与Dj之间的关系为则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下表所示数字信息与Dj 之间的关系也可以定义为2DPSK信号调制过程波形如图1所示。 1 0 0 1 0 1 1 0 2 图1 2DPSK信号调制过程波形可以看出，2DPSK信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK信号调制器原理图如图2所示。图2 2DPSK信号调制器原理图QDCKan发送码时钟dn-1dn其中码变换即差分编码器如图3所示。在差分编码器中：an为二进制绝对码序列，dn为差分编码序列。D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView中此延迟环节一般可不采用D触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块”。图3差分编码器二进制差分相位键控（2DPSK）的解调1、实验目的：（1）了解2DPSK系统解调的电路组成、工作原理和特点；（2）掌握2DPSK系统解调过程信号波形的特点；（3）熟悉系统中信号功率谱的特点。2、实验内容：以2DPSK作为系统输入信号，码速率Rb10kbit/s。（1）采用相干解调法实现2DPSK的解调，分别观察系统各点波形。（2）获取主要信号的功率谱密度。3、实验原理：相干解调法：2DPSK信号可以采用相干解调方式(极性比较法)，对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。解调器原理图和解调过程各点时间波形如图13(a)、(b)所示：图13 2DPSK信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形DQCK位同步时钟dndn-1an其中码反变换器即差分译码器组成如图14所示。在差分译码器中：为差分编码序列，为差分译码序列。D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView中此延迟环节一般可不使用D触发器，而是使用操作库中的“延迟图符块”。图1 4 差分译码器 4、 系统组成、图符块参数设置及仿真结果：相干解调法：相干解调法的系统组成如图16 所示。 图 16 相干解调法的系统组成其中，图符11为带通滤波器，图符13实现相干载波的提取，图符12为乘法器，图符15为低通滤波器，图符16、17、18实现抽样判决，图符19、20实现差分解码。图符19输出再生的绝对码。图符的参数设置如表3所示。表3：相干解调法图符参数设置表编号库/名称参 数11Operator: Linear SysButterworth Bandpass IIR3 Poles，Low Fc = 10e+3 Hz，Hi Fc = 30e+3 HzQuant Bits = None，Init Cndtn = Transient，DSP Mode Disabled，FPGA Aware = True，RTDA Aware = Full13Comm: CostasVCO Freq = 20e+3 Hz，VCO Phase = 0 degMod Gain = 1 Hz/v，Loop Fltr = 1 + 1/s + 1/s2Output 0 = Baseband InPhase ，Output 1 = Baseband Quadrature Output 2 = VCO InPhase ，Output 3 = VCO Quadrature t12 RTDA Aware = Full15Operator: Linear SysBessel Lowpass IIR3 Poles，Fc = 8e+3 Hz，Quant Bits = None，Init Cndtn = TransientDSP Mode Disabled，FPGA Aware = True，RTDA Aware = Full16Operator: SamplerInterpolating ，Rate = 10e+3 Hz，Aperture = 0 sec，Aperture Jitter = 0 sec17Operator: HoldLast Value ，Gain = 1，Out Rate = 200e+3 Hz18Logic: BufferGate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec19Logic: XORGate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec20Operator: DelayNon-Interpolating，Delay = 100.e-6 sec，Output 0 = Delay t19 Output 1 = Delay - dT调制信号为PN序列，码速率Rb10kbit/s；正弦载波的频率为20k Hz。系统定时：起始时间0秒，终止时间1.95e-3秒，采样点数500，采样速率300e+3Hz，获得的仿真波形如图17所示。（a）二相相对调相（2DPSK）信号（b）带通滤波器的输出（c）提取的相干载波（d）乘法器的输出（e）低通滤波器的输出（f）解调输出的相对码（g）解调输出的绝对码图17相干解调过程的仿真波形2DPSK系统输入的PN序列和输出PN序列的瀑布图如图18所示。图18 2DPSK系统输入的PN序列和输出PN序列的瀑布图眼图如图19所示。图19 眼图图19的眼图是没有加噪声情况下的仿真结果，眼图张开度较大，扫迹清晰。信噪比0dB时的眼图信噪比5dB时的眼图信噪比20dB时的眼图信噪比30dB时的眼图可以看出随着信噪比的增加，眼图质量越来越好。5、主要信号的功率谱密度：2DPSK的谱如图24所示。图24 2DPSK的谱乘法器输出信号的谱如图25所示。图25 乘法器输出信号的谱输出PN序列的基带谱如图26所示。图26 输出PN序列的基带谱通过比较相干解调法和非相干解调法可以看出，相干解调法需要提取相干载波，还要进行码反变换，即将相对码变换