BPSK調(diào)制原理

1、原理：2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前 后相鄰碼元的載波相位差為，可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為0,表示數(shù)字信息“0”,表示數(shù)字信息“1則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對應(yīng)的 2DPSKJ號的載波相位關(guān)系如下表所示二進(jìn)制數(shù)字信息：1 1 0 1 0 0 1 102DPSK信號相位：00 00或00 0 00 0數(shù)字信息與 之間的關(guān)系也可以定義為0,表示數(shù)字信息“1,表示數(shù)字信息“0”2DPSK信號調(diào)制過程波形如圖1所示。1001011011100100圖1 2DPSK信號調(diào)制過程波形可以看出，2DPSK信號的實(shí)現(xiàn)方法可以采用：首先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行差分編碼

2、，將絕對碼表示二進(jìn)制信息變換為用相對碼表示二進(jìn)制信息， 然后再進(jìn) 行絕對調(diào)相，從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相位鍵控信號。 2DPSK信號調(diào)制器原理圖如 圖2所示。開關(guān)電路18 0°移相圖2 2DPSK信號調(diào)制器原理圖其中碼變換即差分編碼器如圖碼序列， dn為差分編碼序列。3所示。在差分編碼器中：an為二進(jìn)制絕對D觸發(fā)器用于將序列延遲一個碼元間隔，在SystemVie此延遲環(huán)節(jié)一般可不采用 D觸發(fā)器，而是采用操作庫中的 延遲 圖符塊”。圖3差分編碼器二進(jìn)制差分相位鍵控(2DPSK)的解調(diào)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1) 了解2DPSK系統(tǒng)解調(diào)的電路組成、工作原理和特點(diǎn);(2)掌握2DPSK系統(tǒng)解調(diào)過程信號波

3、形的特點(diǎn)；(3)熟悉系統(tǒng)中信號功率譜的特點(diǎn)。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：以2DPSK作為系統(tǒng)輸入信號，碼速率 Rb= 10kbit/s。(1)采用相干解調(diào)法實(shí)現(xiàn)2DPSK的解調(diào)，分別觀察系統(tǒng)各點(diǎn)波形。(2)獲取主要信號的功率譜密度。3、實(shí)驗(yàn)原理：相干解調(diào)法：2DPSK信號可以采用相干解調(diào)方式(極性比較法)，Xt 2DPSK信號進(jìn)行相干解調(diào), 恢復(fù)出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點(diǎn)時間波形如圖13(a)、(b)所示:ccwwdef0e2DPSK e其中碼反變換器即差分譯碼器組成如圖b) 14所示。在差分譯碼器中：&為 圖13 2DPSK信

4、號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點(diǎn)時間波形差分編碼序列，an為差分譯碼序列。d觸發(fā)器用于將序列延遲一個碼元間隔， 在SystemVieM此延遲環(huán)節(jié)一般可不使用 D觸發(fā)器，而是使用操作庫中的 延遲圖符塊”。圖14差分譯碼器an4、系統(tǒng)組成、圖符塊參數(shù)設(shè)置及仿真結(jié)果:相干解調(diào)法:相干解調(diào)法的系統(tǒng)組成如圖16所示。提取相干播波I抽樣判決I扁解碼-II»1 I.(»*la * ， * |IIIIHIIIII圖16相干解調(diào)法的系統(tǒng)組成其中，圖符11為帶通濾波器，圖符13實(shí)現(xiàn)相干載波的提取，圖符12為乘法器, 圖符15為低通濾波器，圖符16、17、18實(shí)現(xiàn)抽樣判決，圖符19、20實(shí)現(xiàn)差分

5、 解碼。圖符19輸出再生的絕對碼。圖符的參數(shù)設(shè)置如表 3所示。表3：相干解調(diào)法圖符參數(shù)設(shè)置表編R庫/名稱參數(shù)11Operator: Linear SysButterworth Bandpass IIR3 Poles, Low Fc = 10e+3 Hz , Hi Fc = 30e+3 Hz Quant Bits = None , Init Cndtn = Transient , DSP Mode Disabled , FPGA Aware = True , RTDA Aware = Full13Comm: CostasVCO Freq = 20e+3 Hz , VCO Phase = 0 de

6、gMod Gain = 1 Hz/v , Loop Fltr = 1 + 1/s + 1/sA2Output 0 = Baseband InPhase ,Output 1 = Baseband QuadratureOutput 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 Disabl

7、ed , 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 s

8、ec, 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 t19Output 1 = Delay - dT調(diào)制信號為PN序列，碼速率Rb= 10kbit/s；正弦載波的頻率為20k Hz。系統(tǒng)定時：起始時間0秒，終止時

9、間1.95e-3秒，采樣點(diǎn)數(shù)500,采樣速率300e+3Hz,獲得的仿真波形如圖17所示。2DPSKTime in Seconds_SyitemV*'(a)二相相對調(diào)相(2DPSK)信號tspli-二一口 Ery帚通輸出Time in SecondsSystem Vifr#(b)帶通濾波器的輸出flpli-l二 clury相干戟波(七運(yùn))(c)提取的相干載波pill 二Hw衰法器輸出在建)Time inSyMCEMie哪(d)乘法器的輸出低通輸出aie)Time in SecondsSyst-tfflVie-(e)低通濾波器的輸出輸出相對嗎U22)SOO+e550 e-68M+61C5

10、e-31.3e-31 55e-3iII Pill V I 4 I I 4 I V V 4 I l> HI I V a I !3QOe-0105e-3Time in Seconds1.3e-3SyfitirmVlWSOOe-130UX550 e-B(f)解調(diào)輸出的相對碼輸出絕對四仕25)SOOel1 06t31.3e-l1.S5&-38OOe-01 05e-3Time in Sec and 寫1.3e-3-(g)解調(diào)輸出的絕對碼圖17相干解調(diào)過程的仿真波形2DPSK系統(tǒng)輸入的PN序列和輸出PN序列的瀑布圖如圖18所示。of wU劉恒6550 4030 g1.05e-31 路31.5

11、5e-SI I V ¥1 I |i I I I I I 4 I l> V i I l> V > I I V i I I30 WSySttfflViw圖18 2DPSK系統(tǒng)輸入的PN序列和輸出PN序列的瀑布圖Sliced 艘收濾波需后信用 OTo Repwal, Stairt = 25e-GL&nth - 1C25e-B5075e-91C0 e-325 占 R50e-675e-fl100e-ftTime in SecondsTiftie in St tends眼圖如圖19所示。Sliced wl 1 (Mo Repeat Start - BSe-fisj, L

12、ength = 201 04De-e120ehB160-eSODOC： 3 1! I I i i b l< I I 1 I " h l< I400e-3 20口43 ;0I -2COe-3 <JOOti-S.,.0朝 40就占61206-01606Tim士 in SecondsSyitvnV*圖19眼圖圖19的眼圖是沒有加噪聲情況下的仿真結(jié)果，眼圖張開度較大，掃跡清晰。1,51 y 5003 01 -EM e2 3-1 1.6信噪比0dB時的眼圖信噪比5dB時的眼圖Tim電 in Seconils信噪比20dB時的眼圖50。守 350 Qi事31口。金。Tin。 i

13、n £巨亡0Tkd±Sliff4i接收威波黑后信號CHi艮細(xì)啜式.23025e 8圖24 2DPSK的譜乘法器輸出信號的譜如圖25所示frequeiicy in Hz (dF = 12.21 上圖25乘法器輸出信號的譜輸出PN序列的基帶譜如圖26所示-254-Be, Length - 1075e-6信噪比30dB時的眼圖可以看出隨著信噪比的增加，眼圖質(zhì)量越來越好。5、主要信號的功率譜密度:2DPSK勺譜如圖24所示。Pwrer Spec tr um o£ 輸出絕對碼（dBm SO ohms J2=-e-3E-Oe-3-TOO r , i I II| ： I ： R1 I -> ：i0256*37M+3Frequency in He (dF = 12. 21 JSy5t*mVi&ff圖26輸出PN序列的基帶譜通過比較相干解調(diào)法和非相干解調(diào)法可以看出，相干解調(diào)法需要提取相干載波， 還要進(jìn)行碼反變換，即將相對碼變換為絕對碼；而非相干解調(diào)法不需要提取相干 載波，也不需要進(jìn)行碼反變換。6、低通濾波器的單位沖