通信系统实验2DPSK的模拟调制与相干解调

1、 通信系统实验 -2DPSK的模拟调制与相干解调 班级： 学号： 姓名：用SystemView仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK）的模拟调制1、实验目的：（1）了解2DPSK系统的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK系统中的基带信号、载波及已调信号；（3）熟悉系统中信号功率谱的特点。2、实验内容：以PN码作为系统输入信号，码速率Rb20kbit/s。（1）采用模拟法实现2DPSK的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK等信号的波形。（2）获取主要信号的功率谱密度。3、实验原理：2DPSK方式是用前后相邻码元的载

2、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信号调制过程波形模拟调制法：对于数字调制系统，其调制可以用模拟调制法实现，其框图如下：上图可以看出，载波与双极性的差分码作用在乘法器的两个输入端，输出便是2DPSK信号，在模拟法调制中，差分码并不是控制信号，而类似于调制信号，与载波作用。QCKan发送码时钟dn-1n4、系统组成、图符块参数设置及仿

3、真结果：其中图符0产生绝对码序列，传码率为20kbit/s。图符4输出正弦波，频率为40k Hz；图符5对正弦波反相。图符18输出2DPSK信号。图符的参数设置如表1所示。 表1：键控法图符参数设置表编号库/名称参 数0Source: PN SeqAmp = 1 v，Offset = 0 v，Rate = 20e+3 Hz，Levels = 2，Phase = 0 deg2Operator: DelayNon-Interpolating，Delay = 50e-6 sec，Output 0 = Delay ，Output 1 = Delay - dT t25Logic: XORGate Del

4、ay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v4Source: SinusoidAmp = 1 v，Freq = 40e+3 Hz，Phase = 0 deg，Output 0 = Sine t4 t5 ，Output 1 = Cosine系统定时：起始时间0秒，终止时间1.25e-3秒，采样点数500，采样速率400e+3Hz，获得的仿真波形如图5所示。（a） 绝对码序列（b） 相对码序列（c）未调载波信号（d）二相相对调相（2DPSK）信号图5调制过程仿真波形从图5（b）和（d）波形对比中可以发现，相对码序列中

5、的“1”使已调信号的相位变化相位；相对码的“0”使已调信号的相位变化0°相位。绝对码和2DPSK的瀑布图如图6所示。 图6 绝对码和2DPSK的瀑布图5、主要信号的功率谱密度：调制信号的功率谱如图10所示。图10 调制信号的功率谱正弦载波的频谱如图11所示。图11 正弦载波的频谱2DPSK的功率谱如图12所示。图12 2DPSK的功率谱由图10可见，基带信号的大部分能量落在第一个零点（20kHz）的频率范围之内，即基带带宽为20kHz；又由图8（b）可见，相对码序列为双极性脉冲序列，不含有直流分量，所以，不含离散谱。由图11可见，载频信号的频谱位于40kHz，且频谱较纯。由图12可见

6、，已调信号的频谱为DSB信号，因为调制信号为双极性不归零脉冲，用双极性不归零码对载波进行相乘的调制，可以达到抑制载波的目的，即已调信号的频谱中，只有载频位置，没有载波分量，频带宽度为40kHz。用SystemView仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK）的相干解调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Rb20kbit/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：

7、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

8、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8为带通滤波器，图符10实现相干载波的提取，图符9为乘法器，图符11为低通滤波器，图符12,13,14实现抽样判决，图符15,16实现差分解码。图符17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8Operator: Linear SysButterworth Bandpass IIR3 Poles，Low Fc = 20e+3 Hz，Hi Fc = 60e+3 HzQuant Bits = None，Init Cndtn = Transient，DS

9、P Mode Disabled，FPGA Aware = True，RTDA Aware = Full10Comm: CostasVCO Freq = 40e+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 = Full11Operator: Linear SysB

10、essel Lowpass IIR3 Poles，Fc = 15e+3 Hz，Quant Bits = None，Init Cndtn = TransientDSP Mode Disabled，FPGA Aware = True，RTDA Aware = Full12Operator: SamplerInterpolating ，Rate = 20e+3 Hz，Aperture = 0 sec，Aperture Jitter = 0 sec13Operator: HoldLast Value ，Gain = 1，Out Rate = 200e+3 Hz14Logic: BufferGate D

11、elay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec15Logic: XORGate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec16Operator: DelayNon-Interpolating，Delay = 50e-6 sec，Output 0 = Delay t19 Output

12、 1 = Delay - dT调制信号为PN序列，码速率Rb20kbit/s；正弦载波的频率为40k Hz。系统定时：起始时间0秒，终止时间1.25e-3秒，采样点数500，采样速率400e+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10dB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 2D