2DPSK的調(diào)制和解調(diào)

1、用SystemView仿真實現(xiàn)二進(jìn)制差分相位鍵控(2DPSK)的調(diào)制1、實驗?zāi)康模?1) 了解2DPSK系統(tǒng)的電路組成、工作原理和特點；(2) 分別從時域、頻域視角觀測2DPSK系統(tǒng)中的基帶信號、載波及已調(diào)信號;(3) 熟悉系統(tǒng)中信號功率譜的特點。2、實驗內(nèi)容：以PN碼作為系統(tǒng)輸入信號，碼速率Rb=10kbit/s。(1) 采用鍵控法實現(xiàn)2DPSK的調(diào)制；分別觀測絕對碼序列、差分編碼序列，比較兩序列的波形；觀察調(diào)制信號、載波及2DPSK等信號的波形。(2) 獲取主要信號的功率譜密度。3、實驗原理：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中，

2、可定義一種數(shù)字信息與A中之間的關(guān)系為兩_如，表示數(shù)字信息“0”兀，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2DPSKW號的載波相位關(guān)系如下表所示二進(jìn)制數(shù)字信息：1101001102DPSK信號相位：0二00上上0二二或：0二二000二00數(shù)字信息與中之間的關(guān)系也可以定義為G_(，表示數(shù)字信息TE,表示數(shù)字信息“0”2DPSK信號調(diào)制過程波形如圖1所示。10010110絕對碼11100100相對碼載波2DPSK信號圖12DPSK信號調(diào)制過程波形可以看出，2DPSK信號的實現(xiàn)方法可以采用：首先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行然后再進(jìn)差分編碼，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，行絕對

3、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)電路項）圖22DPSK信號調(diào)制器原理圖”。其中碼變換即差分編碼器如圖3所示。在差分編碼器中：an為二進(jìn)制絕對碼序列，dn為差分編碼序列。D觸發(fā)器用丁將序列延遲一個碼元間隔，在SystemView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4、系統(tǒng)組成、圖符塊參數(shù)設(shè)置及仿真結(jié)果:鍵控法：采用鍵控法進(jìn)行調(diào)制的組成如圖4所示。圖4鍵控法調(diào)制的系統(tǒng)組成其中圖符4產(chǎn)生絕對碼序列，傳碼率為20kbit/s。圖符5和圖符3實現(xiàn)差分編碼；圖符0輸出正弦波，頻率為40kHz；圖符1對正弦波反相；圖符2為

4、鍵控開關(guān)。圖符4輸出2DPSK信號。圖符的參數(shù)設(shè)置如表1所示。表1:鍵控法圖符參數(shù)設(shè)置表編勺庫/名稱參數(shù)0Source:SinusoidAmp=1v,Freq=40e+3Hz,Phase=0deg,Output0=Sinet1t2,Output1=Cosine1Operator:Negate2Logic:SPDTSwitchDelay=0sec,Threshold=500.e-3v,Input0=t0Output0,Input1=t1Output0,Control=t33Logic:XORGateDelay=0sec,Threshold=0v,TrueOutput=1vFalseOutput=

5、-1v4Source:PNSeqAmp=1v,Offset=0v,Rate=20e+3Hz,Levels=2,Phase=0deg5Operator:DelayNon-Interpolating,Delay=50.e-6sec,Output0=Delay,Output1=Delay-dTt3系統(tǒng)定時：起始時間0秒，終止時間1.2475e-3秒，采樣點數(shù)500,采樣速率200e+3Hz,獲得的仿真波形如圖5所小TimeinSeccncrjSysienrV*(a)絕對碼序列宅丈w三一(b)相對碼序列TimeinSecondsOJpnl=dllIy二空電野謨和I2DPSK?碧號(d)二相相對調(diào)相(2

6、DPSK)信號(c)未調(diào)載波信號圖5調(diào)制過程仿真波形從圖5(b)和(d)波形對比中可以發(fā)現(xiàn)，相對碼序列中的“1”使已調(diào)信號的相位變化兀相位;相對碼的“0”使已調(diào)信號的相位變化0相位。絕對碼和2DPSK的瀑布圖如圖6所示圖6絕對碼和相對碼的瀑布圖5、主要信號的功率譜密度：調(diào)制信號的功率譜如圖10所示EoapJawoCL戶何產(chǎn)壬藝墅二也三受26e+3W&*575*+3100e+3125e+3tMe+i175t*320盹+3,.b_.25+375*+3TQOt*3125*3150e*3SOe+3100*312053140e*3TWe+318Qe+32(M*3aOe+31伽相*3120S+114De*

7、3TW*318De+32Mfc*3Ff&flLKEncin電|dFsSHz*40e*3圖122DPSK的功率譜由圖10可見，基帶信號的大部分能量落在第一個零點(10kHz)的頻率范圍之內(nèi)，即基帶帶寬為10kHz;乂由圖8(b)可見，相對碼序列為雙極性脈沖序列，不含有直流分量，所以，不含離散譜。由圖11可見，載頻信號的頻譜位丁20kHz,且頻譜較純。由圖12可見，已調(diào)信號的頻譜為DSB信號，因為調(diào)制信號為雙極性不歸零脈沖，用雙極性不歸零碼對載波進(jìn)行相乘的調(diào)制，可以達(dá)到抑制載波的目的，即已調(diào)信號的頻譜中，只有載頻位置，沒有載波分量，頻帶寬度為40kHz。用SystemView仿真實現(xiàn)二進(jìn)制差分相位

8、鍵控(2DPSK)的解調(diào)1、實驗?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;掌握2DPSK系統(tǒng)解調(diào)過程信號波形的特點；熟悉系統(tǒng)中信號功率譜的特點。2、實驗內(nèi)容：以2DPSK作為系統(tǒng)輸入信號，碼速率Rb=20kbit/s。(1) 采用相干解調(diào)法實現(xiàn)2DPSK的解調(diào)，分別觀察系統(tǒng)各點波形獲取主要信號的功率譜密度。3、實驗原理: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)，對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)過程各點時間波形如圖13(a)、(b)所示:ddefe2DPSK(t)

9、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132DPSK信號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形差分編碼序列，&為差分譯碼序列。D觸發(fā)器用丁將序列延遲一個碼元間隔，在SystemVie心此延遲環(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4、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所示圖16相干解調(diào)法的系統(tǒng)組成其中，圖符9為帶通濾波器，圖符11實現(xiàn)相干載波的提取，圖符10為乘法器，圖符14為低通濾波器，圖符15、16、19實現(xiàn)抽樣判決，圖符17、18實現(xiàn)差分解碼。圖符13輸出再生的絕對碼。圖符的參數(shù)設(shè)

10、置如表3所示。表3：相干解調(diào)法圖符參數(shù)設(shè)置表編P庫/名稱參數(shù)9Operator:LinearSysButterworthBandpassIIR3Poles,LowFc=20e+3Hz,HiFc=60e+3HzQuantBits=None,InitCndtn=Transient,DSPModeDisabled,FPGAAware=True,RTDAAware=Full11Comm:CostasVCOFreq=40e+3Hz,VCOPhase=0degModGain=1Hz/v,LoopFltr=1+1/s+1/sA2Output0=BasebandInPhase,Output1=Baseband

11、QuadratureOutput2=VCOInPhase,Output3=VCOQuadraturet10RTDAAware=Full14Operator:LinearSysBesselLowpassIIR3Poles,Fc=16e+3Hz,QuantBits=None,InitCndtn=TransientDSPModeDisabled,FPGAAware=True,RTDAAware=Full15Operator:SamplerInterpolating,Rate=20e+3Hz,Aperture=0sec,ApertureJitter=0sec16Operator:HoldLastVal

12、ue,Gain=1,OutRate=200e+3Hz17Logic:XORGateDelay=0sec,Threshold=0v,TrueOutput=1vFalseOutput=-1v,RiseTime=0sec,FallTime=0sec18Operator:DelayNon-Interpolating,Delay=50.e-6sec,Output0=Delayt19Output1=Delay-dT19Logic:BufferGateDelay=0sec,Threshold=0v,TrueOutput=1vFalseOutput=-1v,RiseTime=0sec,FallTime=0se

13、c調(diào)制信號為PN序列，碼速率Rb=20kbit/s;正弦載波的頻率為40kHz。系統(tǒng)定時：起始時間0秒，終止時間1.2475e-3秒，采樣點數(shù)500,采樣速率200e+3Hz,獲得的仿真波形如圖17所示。OJpnwcluJY二遂相2迎推C2&PSK)佬號TimeinSewndsSyitefFiVitM(a)二相相對調(diào)相(2DPSK)信號nJpnMduJY等蘭淺沒卷三詭二800.1.2-3400.400.*800*-61.2-318*32.3TimeinSera-n-diZ4MSyJtemV#*(b)帶通濾波器的輸出山pnl.D.EpnM直隹sou0004002002D0-400TimeInSe

14、eands(d)乘法器的輸出pru-aE乘法器輸出信號的譜如圖圖242DPSK的譜25所示。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PowarTSp-H-ctrumofSinh25:日日*n50ohms)MixftdRadix2De+3卻曹+3CfflEaae*a100ft*31206*3T40e+31We+31B0*+3200fe*3jj11h11111111nIm111iiiiuinnn11111111111111111111II11111111H11H1111200T4D6+3十海心180e*3200*3ECDaa-+3100*31206*3Frequency-in,Hz(1F3Hzi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