通信系統(tǒng)試驗--2DPSK的模擬調(diào)制與相干解調(diào)

1、通信系統(tǒng)實驗-2DPSK的模擬調(diào)制與相干解調(diào)班級: 學號: 姓名:用SystemView仿真實現(xiàn)二進制差分相位鍵控(2DPSK)的模擬調(diào)制1、實驗目的：(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= 20kbit/s。(1)采用模擬法實現(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

2、元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息。假設前 后相鄰碼元的載波相位差為，可定義一種數(shù)字信息與之間的關系為0,表示數(shù)字信息“0”,表示數(shù)字信息1則一組二進制數(shù)字信息與其對應的 2DPSKW號的載波相位關系如下表所示二進制數(shù)字信息：1 1 0 1 0 0 1 102DPSK信號相位：00 0000 0或數(shù)字信息與之間的關系也可以定義為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模擬調(diào)制法：對于數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，其調(diào)制可以用模擬調(diào)制法實現(xiàn)，具框圖如下：sfl)支校*就(褥 * 2DP防精號W假性晌辱分碼我般TOP上圖可以看出，載波與雙極性的

3、差分碼作用在乘法器的兩個輸入端，輸出便是2DPSK信號，在模擬法調(diào)制中，差分碼并不是控制信號，而類似于調(diào)制信 號，與載波作用。4、系統(tǒng)組成、圖符塊參數(shù)設置及仿真結果:其中圖符0產(chǎn)生絕對碼序列，傳碼率為20kHt/s。圖符4輸出正弦波，頻率為 40k Hz；圖符5對正弦波反相。圖符18輸出2DPSK信號。圖符的參數(shù)設置如 表1所小。表1:鍵控法圖符參數(shù)設置表編P庫/名稱參數(shù)0Source: PN SeqAmp = 1 v , Offset = 0 v , Rate = 20e+3 Hz , Levels = 2 , Phase = 0 deg2Operator: DelayNon-Interpo

4、lating , Delay = 50e-6 sec, Output 0 = Delay ,Output 1 = Delay - dT t25Logic: XORGate Delay = 0 sec, Threshold = 0 v , True Output = 1 vFalse Output = -1 v4Source: SinusoidAmp = 1 v , Freq = 40e+3 Hz, Phase = 0 degOutput 0 = Sine t4 t5 , Output 1 = Cosine系統(tǒng)定時：起始時間0秒，終止時間1.25e-3秒，采樣點數(shù)500,采樣速率400e+3Hz

5、, 獲得的仿真波形如圖5所示。DTime i n S e cocndsf3Sys t* eV。(a)絕對碼序列差分碼Time art Seconds12gyitemView1(b) 相對碼序列正弦費裝Time in Seconds(c)未調(diào)載波信號2BPSKTine in Seuonds(d)二相相對調(diào)相(2DPSK)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 的相位變化冗相位；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。dg.存歸g tiiia,p,圖6絕對碼和2DPSK的瀑布圖例WWMWVWMM

6、WTMWWWW5、主要信號的功率譜密度:調(diào)制信號的功率譜如圖10所示圖10調(diào)制信號的功率譜正弦載波的頻譜如圖11所示圖11正弦載波的頻譜2DPSK的功率譜如圖12所示圖12 2DPSK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(20kHz)的頻率范 圍之內(nèi)，即基帶帶寬為 20kHz;又由圖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，載頻信號的頻譜位于40kHz,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行相乘的調(diào)制， 可以達到抑制載波的目的，即已調(diào)信號的頻譜中，

7、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)二進制差分相位鍵控(2DPSK)的相干解調(diào)1、實驗目的：(1) 了解2DPSK系統(tǒng)解調(diào)的電路組成、工作原理和特點；(2)掌握2DPSK系統(tǒng)解調(diào)過程信號波形的特點；(3)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(2)獲取主要信號的功率譜密度。3、實驗原理：相干解調(diào)法：e2DPSK (t)e (f)e2DPSK J連一 緇器相乘器:低推 濾波器應7ba)cd定時脈沖定白寸bcos ct濾波器co

8、sef(b)f100101(b)2DPSK信號可以采用相干解調(diào)方式(極性比較法)，Xt 2DPSK信號進行相干解調(diào), 恢復出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復出發(fā)送的二進制數(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：圖13 2DPSK信號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形其中碼反變換器即差分譯碼器組成如圖 14所示。在差分譯碼器中：&為差分編碼序列，a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4、系統(tǒng)組成、圖符塊參數(shù)設置及仿真結果:

9、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8為帶通濾波器，圖符10實現(xiàn)相干載波的提取，圖符9為乘法器, 圖符11為低通濾波器，圖符12,13,14實現(xiàn)抽樣判決，圖符15,16實現(xiàn)差分解碼 圖符17輸出再生的絕對碼。圖符的參數(shù)設置如表 3所示。表3：相干解調(diào)法圖符參數(shù)設置表編R庫/名稱參數(shù)8Operator: Linear SysButterworth Bandpass IIR3 Poles, Low Fc = 20e+3 Hz , Hi Fc = 60e+3 Hz Quant Bits = None , Init Cndtn = Transient , D

10、SP 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/sA2Output 0 = Baseband InPhase ,Output 1 = Baseband QuadratureOutput 2 = VCO InPhase , Output 3 = VCO Quadrature t12 RTDA Aware = Full11Operator: L

11、inear SysBessel 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

12、Hz14Logic: BufferGate Delay = 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 = 50

13、e-6 sec, Output 0 = Delay t19Output 1 = Delay - dT調(diào)制信號為PN序列，碼速率Rb= 20kbit/s；正弦載波的頻率為40k Hz。系統(tǒng)定時：起始時間0秒，終止時間1.25e-3秒，采樣點數(shù)500,采樣速率400e+3Hz, 獲得的仿真波形如圖17所示。(a)二相相對調(diào)相(2DPSK)信號(b)帶通濾波器的輸出相干載波(c)提取的相干載波魁善輸出 TOC o 1-5 h z 02WMJ3口40?MMJ1*3=:二=- i I i I I II h 4 l(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

14、的瀑布圖如圖18所示Yik B-T t ill H. DT cf H E I圖18 2DPSK系統(tǒng)輸入的PN序列和輸出PN序列的瀑布圖圖19的眼圖是沒有加噪聲情況下的仿真結果，眼圖張開度較大，掃跡清晰信噪比0dB時的眼圖信噪比5dB時的眼圖314婚&內(nèi)蕤.Start - Os.- 1WE咒免口-&0-fe-3l int LIL Z. t EC ndzTCOg 居2Je tSO 上3 g tK Jg4.Sliced 品 Qfo Repeat, Stut =。 Lnptli - 11(信噪比30dB時的眼圖信噪比10dB時的眼圖信噪比20dB時的眼圖可以看出隨著信噪比的增加，眼圖質(zhì)量越來越好二二 MEO*-e:Mg-a川M3Kfrfl砒C中TiroA - rid-1K6-8i*art-劉典口 9 A3 x融Je曰zes-e-i，teFIT仲*3:力sd Nq &片曾1, 3t城匕-Dei，es-h- J- z J_ JO I 2TJ-BE-Cvx:=：-eijc-e7國值r3JE-OK-323fe-C J-Slisd 浦i iri N產(chǎn)St-1 =口“= 155、主要信號的功率譜密度:2DPSK勺譜如圖24所示圖24 2DPSK的譜乘法器輸出信號的譜如圖25所示dpectriMi 七工 桑法出 苣曲 50 屯LjtiG H；wd Ka