《2DPSK的调制和解调(键控调制 相干解调)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2DPSK的调制和解调(键控调制 相干解调)（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2FSK系统及其性能估计 2FSK系统的键控非相干解调1、实验目的：（1）了解2FSK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2FSK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）采用键控法实现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
2、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
3、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4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：键控法：采用键控法进行调制的组成如图4所示。图4 键控法调制的系统组成其中图符0产生绝对码序列，传码率为10kbit/s。图符1和图符2实现差分编码；图符3输出正弦波，频率为20k Hz；图符5对正弦波反相；图符4为键控开关。图符4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 =
4、10e+3 Hz，Levels = 2，Phase = 0 deg1Operator: DelayNon-Interpolating，Delay = 100.e-6 sec，Output 0 = Delay ，Output 1 = Delay - dT t22Logic: XORGate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v3Source: SinusoidAmp = 1 v，Freq = 20e+3 Hz，Phase = 0 deg，Output 0 = Sine t4 t5 ，Output 1
5、= Cosine4Logic: SPDTSwitch Delay = 0 sec，Threshold = 500.e-3 v，Input 0 = t3 Output 0，Input 1 = t5 Output 0，Control = t25Operator: Negate系统定时：起始时间0秒，终止时间1.5e-3秒，采样点数500，采样速率300e+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，相对码序列中的“1”使已调信号的相位变化相位；相对码的“0”使
6、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（10kHz）的频率范围之内，即基带带宽为10kHz；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20kHz，且频谱较纯。由图12可见，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，
7、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20kHz。6、思考题：（1）如果调制信号PN序列的传码率改为20 kbit/s，调制系统中哪些图符的参数要做改变?怎样改变?仿真软件的系统定时该如何设置？（2）观察功率谱密度，PN序列的功率谱和2DPSK信号的功率谱中，有无离散分量？为什么？它们的带宽分别是多少？用SystemView仿真实现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
8、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
9、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
10、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 Quadratu
11、re 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，Apert
12、ure 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，F
13、all 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
14、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，
