移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

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公司主頁(yè)聯(lián)系我們公司簡(jiǎn)介進(jìn)入課件GSM通信系統(tǒng)框圖數(shù)字信源信道編碼基帶成形IQ調(diào)制非相干解調(diào)載波信道譯碼輸出IQ解調(diào)本地載波發(fā)送系統(tǒng)接收系統(tǒng)功放小信號(hào)放大信源編譯碼模塊信源譯碼時(shí)鐘測(cè)試點(diǎn)及插孔話(huà)筒插孔耳機(jī)插孔天線(xiàn)發(fā)送端口及測(cè)試點(diǎn)信源編碼時(shí)鐘測(cè)試點(diǎn)及插孔信源編碼輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔信源譯碼輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔天線(xiàn)接收端口及測(cè)試點(diǎn)基帶成形模塊時(shí)鐘信號(hào)輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔選擇調(diào)制方式基帶成形后I路輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔串并變換后I路輸出測(cè)試點(diǎn)基帶信號(hào)輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔PN序列輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔串并變換后Q路輸出測(cè)試點(diǎn)基帶成形后Q路輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔基帶信號(hào)延時(shí)輸出測(cè)試點(diǎn)IQ調(diào)制解調(diào)模塊I路基帶信號(hào)輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔I路調(diào)制載波輸入測(cè)試點(diǎn)解調(diào)載波信號(hào)輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔復(fù)位鍵（解決相位模糊問(wèn)題）Q路解調(diào)輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔I路解調(diào)輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔QPSK信號(hào)輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔Q路調(diào)制載波輸入測(cè)試點(diǎn)Q路基帶信號(hào)輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔解調(diào)載波信號(hào)輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔I路解調(diào)載波輸入測(cè)試點(diǎn)Q路解調(diào)載波輸入測(cè)試點(diǎn)QPSK信號(hào)輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔Q路調(diào)制輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔I路調(diào)制輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔PSK載波恢復(fù)模塊Q路解調(diào)輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔I路解調(diào)輸入測(cè)試點(diǎn)及插孔同步載波輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔VCO-Cr乘法器輸出測(cè)試點(diǎn)鎖相調(diào)節(jié)旋鈕CDMA發(fā)送模塊PN序列信號(hào)的時(shí)鐘輸出第一路擴(kuò)頻輸出測(cè)試點(diǎn)第一路信號(hào)輸入第一路擴(kuò)頻經(jīng)濾波后輸出PN序列輸出測(cè)試點(diǎn)及插孔第一路碼址選擇第二路碼址選擇第二路擴(kuò)頻經(jīng)濾波后輸出第二路擴(kuò)頻輸出測(cè)試點(diǎn)第二路信號(hào)輸入擴(kuò)頻碼時(shí)鐘輸出復(fù)位鍵CDMA接收模塊調(diào)制信號(hào)輸入端口DLL的復(fù)合前超前支路信號(hào)DLL的復(fù)合前滯后支路信號(hào)DLL的復(fù)合相關(guān)特性觀測(cè)點(diǎn)解擴(kuò)信號(hào)輸出端口自相關(guān)特性觀測(cè)點(diǎn)本地滯后擴(kuò)頻碼調(diào)節(jié)擴(kuò)頻碼捕獲旋鈕本地超前擴(kuò)頻碼本地同相擴(kuò)頻碼調(diào)節(jié)放大增益旋鈕調(diào)節(jié)擴(kuò)頻碼跟蹤旋鈕接收碼址選擇小信號(hào)放大輸出端口本地同相擴(kuò)頻碼時(shí)鐘復(fù)位鍵碼元再生模塊恢復(fù)的位時(shí)鐘再生后的基帶信號(hào)再生后的I路信號(hào)再生后的Q路信號(hào)I路解調(diào)信號(hào)輸入Q路解調(diào)信號(hào)輸入選擇解調(diào)方式信道編碼及交織模塊編碼時(shí)鐘輸入二分頻后的PN序列延遲后的PN序列輸出譯碼時(shí)鐘輸出信道編碼輸出延遲后的PN序列輸出幀同步輸出插入錯(cuò)誤指示選擇是否交織，插入誤碼及選擇誤碼碼型復(fù)位鍵信道譯碼及解交織模塊譯碼時(shí)鐘輸入信道編碼信號(hào)輸入延遲后的PN序列輸入與譯碼信號(hào)同相的原碼輸出位時(shí)鐘輸出解碼、解交織輸出幀同步輸出標(biāo)示錯(cuò)碼位置選擇是否解交織復(fù)位鍵MSK/GMSK非相干數(shù)字解調(diào)模塊I-IN經(jīng)運(yùn)放信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)解調(diào)后的I路信號(hào)輸入解調(diào)后的Q路信號(hào)輸入Q-IN經(jīng)運(yùn)放信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)過(guò)零檢測(cè)前的信號(hào)輸出位同步信號(hào)輸出非相干解調(diào)后的再生信號(hào)輸出位同步信號(hào)輸出Q-IN經(jīng)運(yùn)放放大幅度旋鈕I-IN經(jīng)運(yùn)放放大幅度旋鈕信道模擬模塊原始信號(hào)測(cè)試點(diǎn)AD幅度調(diào)節(jié)旋鈕信道模擬切換選擇按鈕噪聲幅度旋鈕調(diào)制信號(hào)輸入測(cè)試點(diǎn)和插孔原始信號(hào)幅度旋鈕噪聲信號(hào)測(cè)試點(diǎn)復(fù)位鍵信號(hào)疊加輸出測(cè)試點(diǎn)AD輸出測(cè)試點(diǎn)信道模擬輸出測(cè)試點(diǎn)和插控移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制與相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六MSK、GMSK非相干數(shù)字解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)試驗(yàn)圖4-1MSK信號(hào)的頻率間隔與波形

實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)圖4-2附加相位函數(shù)及附加相位路徑網(wǎng)格（a）附加相位函數(shù)；（b）附加相位路徑網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)圖4-3MSK調(diào)制器原理框圖實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)圖4-4MSK成形信號(hào)實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)圖4-5MSK解調(diào)器原理框圖實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容三、基本原理四、實(shí)驗(yàn)原理五、實(shí)驗(yàn)框圖六、實(shí)驗(yàn)步驟七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解MSK調(diào)制原理及特性2、了解MSK解調(diào)原理及特性3、了解載波在相干及非相干時(shí)的解調(diào)特性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察I、Q兩路基帶信號(hào)的特征及與輸入NRZ碼的關(guān)系2、觀察IQ調(diào)制過(guò)程中各信號(hào)變化3、觀察解調(diào)載波相干時(shí)和非相干時(shí)各信號(hào)的區(qū)別實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)1、MSK調(diào)制原理

MSK稱(chēng)為最小移頻鍵控調(diào)制，是一種恒包絡(luò)調(diào)制，這是因?yàn)镸SK屬于二進(jìn)制連續(xù)相位移頻鍵控（CPFSK）的一種特殊情況，它不存在相位躍變點(diǎn)，因此在帶限系統(tǒng)中，能保持恒包絡(luò)特性。恒包絡(luò)調(diào)制有以下優(yōu)點(diǎn)：極低的旁瓣能量；可使用高效率的C類(lèi)功率放大器；容易恢復(fù)用于相干解調(diào)的載波；已調(diào)信號(hào)峰平比低。

MSK是CPFSK滿(mǎn)足移頻系數(shù)時(shí)的特例：當(dāng)時(shí)，滿(mǎn)足在碼元交替點(diǎn)相位連續(xù)的條件，是移頻鍵控為保證良好的誤碼性能所允許的最小調(diào)制指數(shù)；且此時(shí)波形的相關(guān)性為0，待傳送的兩個(gè)信號(hào)是正交的。它能比PSK傳送更高的比特速率。

基本原理實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)

二進(jìn)制MSK信號(hào)的表達(dá)式可寫(xiě)為：

——載波角頻率；

——碼元寬度；

——第k個(gè)碼元中的信息，其取值為±1；

——第k個(gè)碼元的相位常數(shù)，它在時(shí)間中保持不變

MSK信號(hào)的頻率間隔與波形如圖4-1所示：令稱(chēng)為附加相位函數(shù)，它是MSK信號(hào)的總相位減去隨時(shí)間線(xiàn)性增長(zhǎng)的載波相位而得到的剩余相位。在任一個(gè)碼元期間內(nèi)的變化量總是。時(shí)，增大，時(shí)，減小。

實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)圖4-2（a）是針對(duì)一特定數(shù)據(jù)序列畫(huà)出的附加相位軌跡；圖4-2（b）表示的是附加相位路徑的網(wǎng)格圖，它是附加相位函數(shù)由零開(kāi)始可能經(jīng)歷的全部路徑。與之間的關(guān)系舉例給出，如下表所示。相位常數(shù)與的關(guān)系實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)1234561－1－11110ππ－2π－2π－2π0ππ000MSK信號(hào)具有如下特點(diǎn)：

(1)已調(diào)信號(hào)的振幅是恒定的；

(2)信號(hào)的頻率偏移嚴(yán)格地等于，相應(yīng)的調(diào)制指數(shù)；

(3)以載波相位為基準(zhǔn)的信號(hào)相位在一個(gè)碼元期間內(nèi)準(zhǔn)確的線(xiàn)性化變化；

(4)在一個(gè)碼元期間內(nèi)，信號(hào)應(yīng)包括四分之一載波周期的整數(shù)倍；

(5)在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻信號(hào)的相位是連續(xù)的，或者說(shuō)，信號(hào)的波形沒(méi)有突跳。MSK調(diào)制器框圖如圖4-3所示。輸入數(shù)據(jù)NRZ，然后通過(guò)CPLD電路實(shí)現(xiàn)差分編碼及串/并轉(zhuǎn)換，得到Ik、Qk兩路數(shù)據(jù)。波形選擇地址生成器是根據(jù)接受到的數(shù)據(jù)（Ik或Qk）輸出波形選擇的地址。存儲(chǔ)各種波形數(shù)據(jù)的EEPROM根據(jù)CPLD輸出的地址來(lái)輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)D／A轉(zhuǎn)換器得到我們需要的基帶波形，最后通過(guò)乘法器調(diào)制，運(yùn)放求和就得到了我們需要的MSK調(diào)制信號(hào)。

實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)MSK基帶波形只有兩種波形組成，如圖4-4所示在MSK調(diào)制中，成型信號(hào)取出原理為（點(diǎn)擊查看波形）：由于成形信號(hào)只有兩種波形選擇，因此當(dāng)前數(shù)據(jù)取出的成形信號(hào)只與它的前一位數(shù)據(jù)有關(guān)。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)與前一數(shù)據(jù)相同，數(shù)據(jù)第一次保持時(shí)，輸出的成形信號(hào)不變（如果前一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)仍對(duì)應(yīng)波形1）；從第二次保持開(kāi)始，輸出的成形信號(hào)與前一信號(hào)相反（如果前一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形2）。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)與前一位數(shù)據(jù)相反，數(shù)據(jù)第一次跳變時(shí)，輸出的成形信號(hào)與前一信號(hào)相反（如果前一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形2），從數(shù)據(jù)第二次跳變開(kāi)始，輸出的成形信號(hào)不變（如果前一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)仍對(duì)應(yīng)波形1）實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)2、MSK解調(diào)原理

MSK信號(hào)的解調(diào)與FSK信號(hào)相似，可以采用相干解調(diào)，也可以采用非相干解調(diào)方式。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中采用一種相干解調(diào)的方式。

MSK解調(diào)器方框圖如圖4-5所示：將得到的MSK調(diào)制信號(hào)正交解調(diào)，通過(guò)低通濾波器得到基帶成形信號(hào)，并對(duì)由此得到的基帶信號(hào)的波形進(jìn)行電平比較得到數(shù)據(jù)，再將此數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)CPLD的數(shù)字處理，就可解調(diào)得到NRZ碼。在實(shí)際系統(tǒng)中，相干載波是通過(guò)載波同步獲取的，相干載波的頻率和相位只有和調(diào)制端載波相同時(shí)，才能完成相干解調(diào)。由于載波同步不是本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，因此在本模塊中的相干載波是直接從調(diào)制端引入，因此解調(diào)器中的載波與調(diào)制器中的載波同頻同相。實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)?zāi)K簡(jiǎn)介

本實(shí)驗(yàn)需用到基帶成形模塊、IQ調(diào)制解調(diào)模塊、碼元再生模塊及PSK載波恢復(fù)模塊。（1）基帶成形模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)：產(chǎn)生PN31偽隨機(jī)序列作為信源；將基帶信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換；按調(diào)制要求進(jìn)行基帶成形，形成兩路正交基帶信號(hào)。（2）IQ調(diào)制解調(diào)模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：產(chǎn)生調(diào)制及解調(diào)用的正交載波；完成射頻正交調(diào)制及小功率線(xiàn)性放大；完成射頻信號(hào)正交解調(diào)。（3）碼元再生模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：從解調(diào)出的IQ基帶信號(hào)中恢復(fù)位同步，并進(jìn)行抽樣判決，然后并串轉(zhuǎn)換后輸出。（4）PSK載波恢復(fù)模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：與IQ調(diào)制解調(diào)模塊上的解調(diào)電路連接起來(lái)組成一個(gè)完整的科斯塔斯環(huán)恢復(fù)PSK已調(diào)信號(hào)的載波，同時(shí)可用作一個(gè)獨(dú)立的載波源。本實(shí)驗(yàn)只使用其載波源。2、實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明MSK調(diào)制

基帶成形模塊產(chǎn)生的PN碼（由PN31端輸出）輸入到串并轉(zhuǎn)換電路中（由NRZIN端輸入）進(jìn)行差分編碼，然后進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并轉(zhuǎn)換后I路直接輸出，Q路經(jīng)半個(gè)碼元延遲后輸出，輸出的IQ兩路數(shù)字基帶信號(hào)，經(jīng)波形預(yù)取電路判斷，取出相應(yīng)的模擬基帶波形數(shù)據(jù)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出。IQ兩路模擬基帶信號(hào)送入IQ調(diào)制解調(diào)模塊中的IQ調(diào)制電路分別進(jìn)行DSB調(diào)制，然后相加形成MSK調(diào)制信號(hào)，經(jīng)放大后輸出。MSK已調(diào)信號(hào)載波為10.7MHz，是由21.4MHz本振源經(jīng)正交分頻產(chǎn)生。

實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)MSK解調(diào)

MSK已調(diào)信號(hào)送入IQ調(diào)制解調(diào)模塊中的IQ解調(diào)電路分別進(jìn)行DSB相干解調(diào)，相干載波由調(diào)制端的本振源經(jīng)正交分頻產(chǎn)生。解調(diào)輸出的IQ兩路模擬基帶信號(hào)送入碼元再生模塊進(jìn)行整形及抽樣判決，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信元后再進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，經(jīng)差分譯碼后輸出。抽樣判決前IQ信號(hào)需經(jīng)整形變?yōu)槎敌盘?hào)，并且需恢復(fù)位同步信號(hào)。位同步信號(hào)恢復(fù)由碼元再生模塊中的數(shù)字鎖相環(huán)完成。IQ兩路抽樣判決的位同步信號(hào)相差半個(gè)碼元。

IQ解調(diào)電路的載波也可由PSK載波恢復(fù)模塊上的本振源提供，此時(shí)解調(diào)變?yōu)榉窍喔山庹{(diào)，從解調(diào)輸出的模擬基帶信號(hào)可以看出信號(hào)失真很大，無(wú)法進(jìn)行碼元再生。實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)IQ調(diào)制基帶成型MSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)IQ解調(diào)碼元再生MSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)框圖1、在實(shí)驗(yàn)箱上正確安裝基帶成形模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)基帶模塊）、IQ調(diào)制解調(diào)模塊

（以下簡(jiǎn)稱(chēng)IQ模塊）、碼元再生模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)再生模塊）和PSK載波恢復(fù)

模塊。2、MSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)。

a、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱總電源，用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下連接（點(diǎn)擊查看）

*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

b、按基帶成形模塊上“選擇”鍵，選擇MSK模式（MSK指示燈亮）。源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明基帶模塊：PN31基帶模塊：NRZIN提供PN31偽隨機(jī)序列基帶模塊：I-OUTIQ模塊：I-IN將串并變換后的I路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制基帶模塊：Q-OUTIQ模塊：Q-IN將串并變換后的Q路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)c、用示波器對(duì)比觀察“NRZIN”和“NRZOUT”信號(hào)，寫(xiě)出編碼規(guī)則。

d、用示波器觀察基帶模塊上“NRZ-I”及“NRZ-Q”測(cè)試點(diǎn)，并分別與“NRZ

OUT”測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，觀察串并轉(zhuǎn)換情況。

e、用示波器觀測(cè)基帶模塊上“I-OUT”和“Q-OUT”點(diǎn)信號(hào)，并分別與“NRZ-

I”、“NRZ-Q”對(duì)比，說(shuō)明MSK信號(hào)成形規(guī)則

f、用頻譜分析儀觀測(cè)調(diào)制后MSK信號(hào)頻譜（可用數(shù)字示波器上FFT功能替代

觀測(cè)）3、MSK相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)

a、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱總電源，保持步驟2中的連線(xiàn)不變，用同軸視頻線(xiàn)完成如下連

接（點(diǎn)擊查看連線(xiàn)）

實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)

*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

c、對(duì)比觀測(cè)解調(diào)前后I路信號(hào)示波器探頭分別接IQ解調(diào)“I-OUT”端及基帶“I-OUT”端，注意觀察兩者是

否一致。若一致表示解調(diào)正確，若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ模塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。

d、對(duì)比觀測(cè)解調(diào)前后Q路信號(hào)示波器探頭分別接IQ解調(diào)“Q-OUT”端及基帶“Q-OUT”端，注意觀察兩者

是否一致。若一致表示解調(diào)正確，若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ

模塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)源端口目的端口IQ模塊(載波單元)：輸出（J5）IQ模塊（載波單元）：輸入（J4）IQ模塊(IQ調(diào)制單元)：輸出（J2）IQ模塊（IQ調(diào)制單元）：輸入（J3）4、MSK再生信號(hào)觀察

a、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱總電源，保持步驟2、3中的連線(xiàn)不變，用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下

連接（點(diǎn)擊查看連線(xiàn)）*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

b、按再生模塊上“選擇”鍵，選擇MSK模式（MSK指示燈亮）。

c、對(duì)比觀測(cè)原始NRZ信號(hào)與再生后的NRZ信號(hào)示波器探頭分別接再生模塊上“NRZ”端和基帶模塊上“NRZIN”端，觀察

兩路碼元是否一致。若一致表示解調(diào)正確，若不一致可回步驟2重新實(shí)驗(yàn)。5、MSK非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)斷開(kāi)IQ模塊上載波“輸出”端與該模塊上載波“輸入”視頻線(xiàn)，將IQ模塊上載波“輸入”端與PSK載波恢復(fù)模塊上“VCO-OUT”端連接起來(lái)，此時(shí)載波不同步。從步驟2開(kāi)始再次觀察各信號(hào)。源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明IQ模塊：I-OUT再生模塊：I-IN將解調(diào)后的I路信號(hào)進(jìn)行抽樣判決IQ模塊：Q-OUT再生模塊：Q-IN將解調(diào)后的Q路信號(hào)進(jìn)行抽樣判決實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)點(diǎn)擊圖上查看各點(diǎn)波形單擊查看連線(xiàn)c、用示波器觀察基帶模塊上“NRZ-I”及“NRZ-Q”測(cè)試點(diǎn)，并分別與“NRZOUT”測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，觀察串并轉(zhuǎn)換情況。

a、按基帶成形模塊上“選擇”鍵，選擇MSK模式（MSK指示燈亮）實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)g、用頻譜分析儀觀測(cè)調(diào)制后MSK信號(hào)頻譜（可用數(shù)字示波器上FFT功能替代觀測(cè)）d、用示波器觀測(cè)基帶模塊上“I-OUT”和“Q-OUT”點(diǎn)信號(hào)，并分別與“NRZ-I”、“NRZ-Q”對(duì)比，說(shuō)明MSK信號(hào)成形規(guī)則b、用示波器對(duì)比觀察“NRZIN”和“NRZOUT”信號(hào)結(jié)束在MSK調(diào)制基礎(chǔ)上繼續(xù)連線(xiàn)單擊查看連線(xiàn)b、示波器探頭分別接IQ解調(diào)“I-OUT”端及基帶“I-OUT”端，注意觀察兩者是否一致。若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ模塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。a、示波器探頭分別接IQ解調(diào)“I-OUT”及“Q-OUT”端，觀察解調(diào)波形。

c、示波器探頭分別接IQ解調(diào)“Q-OUT”端及基帶“Q-OUT”端，注意觀察兩者是否一致。若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ模塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)結(jié)束在前面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上繼續(xù)連線(xiàn)單擊查看連線(xiàn)a、按再生模塊上“選擇”鍵，選擇MSK模式（MSK指示燈亮）。

b、示波器探頭分別接再生模塊上“NRZ”端和基帶模塊上“NRZIN”端，觀察兩路碼元是否一致。實(shí)驗(yàn)四MSK調(diào)制及相干解調(diào)結(jié)束圖5-1GMSK的相位軌跡實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)圖5-2波形存儲(chǔ)正交調(diào)制法產(chǎn)生GMSK信號(hào)實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容三、基本原理四、實(shí)驗(yàn)原理五、實(shí)驗(yàn)框圖六、實(shí)驗(yàn)步驟七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解GMSK調(diào)制原理及特性2、了解GMSK解調(diào)原理及特性3、了解載波在相干及非相干時(shí)的解調(diào)特性4、掌握MSK調(diào)制與GMSK調(diào)制的差別實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察I、Q兩路基帶信號(hào)的特征及與輸入NRZ碼的關(guān)系2、觀察IQ調(diào)制過(guò)程中各信號(hào)變化3、觀察解調(diào)載波相干時(shí)和非相干時(shí)各信號(hào)的區(qū)別4、觀察MSK調(diào)制及GMSK調(diào)制各信號(hào)的區(qū)別實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)GMSK調(diào)制方式，是在MSK調(diào)制器之前加入一個(gè)基帶信號(hào)預(yù)處理濾波器，即高斯低通濾波器，由于這種濾波器能將基帶信號(hào)變換成高斯脈沖信號(hào)，其包絡(luò)無(wú)陡峭邊沿和拐點(diǎn)，從而達(dá)到改善MSK信號(hào)頻譜特性的目的?；鶐У母咚沟屯V波平滑了MSK信號(hào)的相位曲線(xiàn)，因此穩(wěn)定了信號(hào)的頻率變化，這使得發(fā)射頻譜上的旁瓣水平大大降低。實(shí)現(xiàn)GMSK信號(hào)的調(diào)制，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一個(gè)性能良好的高斯低通濾波器，它必須具有如下特性：①有良好的窄帶和尖銳的截止特性，以濾除基帶信號(hào)中多余的高頻成分。②脈沖響應(yīng)過(guò)沖量應(yīng)盡量小，防止已調(diào)波瞬時(shí)頻偏過(guò)大。③輸出脈沖響應(yīng)曲線(xiàn)的面積對(duì)應(yīng)的相位為π/2，使調(diào)制系數(shù)為1/2。以上要求是為了抑制高頻分量、防止過(guò)量的瞬時(shí)頻率偏移以及滿(mǎn)足相干檢測(cè)所需要的。

基本原理實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)GMSK的信號(hào)表達(dá)式為:GMSK的相位路徑如圖5-1所示，由圖可知，GMSK是通過(guò)引入可控的碼間干擾（即部分響應(yīng)波形）來(lái)達(dá)到平滑相位路徑的目的，它消除了MSK相位路徑在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻的相位轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從圖中還可以看出，GMSK信號(hào)在一碼元周期內(nèi)的相位增量，不像MSK那樣固定為±π/2，而是隨著輸入序列的不同而不同。

GMSK表達(dá)式又可寫(xiě)為實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)式中盡管理論是在范圍取值，但實(shí)際中需要對(duì)進(jìn)行截短，僅取區(qū)間，這樣可以證明在碼元變換時(shí)刻的取值是有限的。這樣我們就可以事先制作和兩張表，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)讀出相應(yīng)的值，再進(jìn)行正交調(diào)制就可以得到GMSK信號(hào)，如圖5-2所示在本實(shí)驗(yàn)中，不采用硬件構(gòu)成高斯低通濾波器進(jìn)行調(diào)制的方法，而是將GMSK的所有組合波形數(shù)據(jù)（高斯濾波后的）計(jì)算出來(lái)，然后將得到的數(shù)據(jù)輸入EEPROM中，最后通過(guò)數(shù)據(jù)（Ik、Qk）進(jìn)行尋址訪問(wèn)，取出相應(yīng)的GMSK成形信號(hào)。

GMSK信號(hào)的解調(diào)可以采用相干解調(diào)，也可采用非相干解調(diào)，相干解調(diào)的原理與MSK相干解調(diào)相同，可參閱MSK相干解調(diào)原理。實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)K簡(jiǎn)介

本實(shí)驗(yàn)需用到基帶成形模塊、IQ調(diào)制解調(diào)模塊、碼元再生模塊及PSK載波恢復(fù)模塊。（1）基帶成形模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)：產(chǎn)生PN31偽隨機(jī)序列作為信源；將基帶信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換；按調(diào)制要求進(jìn)行基帶成形，形成兩路正交基帶信號(hào)。（2）IQ調(diào)制解調(diào)模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：產(chǎn)生調(diào)制及解調(diào)用的正交載波；完成射頻正交調(diào)制及小功率線(xiàn)性放大；完成射頻信號(hào)正交解調(diào)。（3）碼元再生模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：從解調(diào)出的IQ基帶信號(hào)中恢復(fù)位同步，并進(jìn)行抽樣判決，然后并串轉(zhuǎn)換后輸出。（4）PSK載波恢復(fù)模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：與IQ調(diào)制解調(diào)模塊上的解調(diào)電路連接起來(lái)組成一個(gè)完整的科斯塔斯環(huán)恢復(fù)PSK已調(diào)信號(hào)的載波，同時(shí)可用作一個(gè)獨(dú)立的載波源。本實(shí)驗(yàn)只使用其載波源。2、實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)原理與MSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)基本相同，GMSK基帶信號(hào)即是將MSK基帶信號(hào)通過(guò)高斯濾波器得到，消除MSK相位路徑在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻的相位轉(zhuǎn)折點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)GMSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)框圖IQ調(diào)制基帶成型實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)GMSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)框圖IQ解調(diào)碼元再生1、在實(shí)驗(yàn)箱上正確安裝基帶成形模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)基帶模塊）、IQ調(diào)制解調(diào)模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)IQ模塊）、碼元再生模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)再生模塊）和PSK載波恢復(fù)模塊。2、GMSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)

a、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱總電源，用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下連接（點(diǎn)擊查看）

*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

b、按基帶成形模塊上“選擇”鍵，選擇GMSK模式（GMSK指示燈亮）。源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明基帶模塊：PN31基帶模塊：NRZIN提供PN31偽隨機(jī)序列基帶模塊：I-OUTIQ模塊：I-IN將串并變換后的I路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制基帶模塊：Q-OUTIQ模塊：Q-IN將串并變換后的Q路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)c、用示波器對(duì)比觀察“NRZIN”和“NRZOUT”信號(hào)，寫(xiě)出差分編碼規(guī)則。

d、用示波器觀察基帶模塊上“NRZ-I”及“NRZ-Q”測(cè)試點(diǎn)，并分別與“NRZ

OUT”測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，觀察串并轉(zhuǎn)換情況。

e、用示波器觀測(cè)基帶模塊上“I-OUT”和“Q-OUT”點(diǎn)信號(hào)，并分別與“NRZ-

I”、“NRZ-Q”對(duì)比，說(shuō)明GMSK信號(hào)成形規(guī)則

f、用頻譜分析儀觀測(cè)調(diào)制后GMSK信號(hào)頻譜（可用數(shù)字示波器上FFT功能替

代觀測(cè)）3、GMSK相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)

a、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱總電源，保持步驟2中的連線(xiàn)不變，用同軸視頻線(xiàn)完成如下連接（點(diǎn)擊查看連線(xiàn)）

*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)源端口目的端口IQ模塊(載波單元)：輸出（J5）IQ模塊（載波單元）：輸入（J4）IQ模塊(IQ調(diào)制單元)：輸出（J2）IQ模塊（IQ調(diào)制單元）：輸入（J3）b、示波器探頭分別接IQ解調(diào)“I-OUT”及“Q-OUT”端，觀察解調(diào)后的波形。

c、對(duì)比觀測(cè)原始I路信號(hào)與解調(diào)后I路信號(hào)示波器探頭分別接IQ解調(diào)“I-OUT”端及基帶“I-OUT”端，注意觀察兩者是

否一致。若一致表示解調(diào)正確，若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ模

塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。

d、對(duì)比觀測(cè)解調(diào)前后后Q路信號(hào)示波器探頭分別接IQ解調(diào)“Q-OUT”端及基帶“Q-OUT”端，注意觀察兩者

是否一致。若一致表示解調(diào)正確，若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ

模塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。4、GMSK再生信號(hào)觀察

a、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱總電源，保持步驟2、3中的連線(xiàn)不變，用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下

連接（點(diǎn)擊查看連線(xiàn)）實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

b、按再生模塊上“選擇”鍵，選擇GMSK模式（GMSK指示燈亮）。

c、對(duì)比觀測(cè)原始NRZ信號(hào)與再生后的NRZ信號(hào)示波器探頭分別接再生模塊上“NRZ”端和基帶模塊上“NRZIN”端，觀察

兩路碼元是否一致（注意存在相位延時(shí)）。若一致表示解調(diào)正確，若不一

致可回到步驟2重新實(shí)驗(yàn)。5、GMSK非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)

斷開(kāi)IQ模塊上載波“輸出”端與該模塊上載波“輸入”視頻線(xiàn)，將IQ模塊上載波“輸入”端與PSK載波恢復(fù)模塊上“VCO-OUT”端連接起來(lái)，此時(shí)系統(tǒng)是非相干解調(diào)。從步驟2開(kāi)始再次觀察各信號(hào)。源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明IQ模塊：I-OUT再生模塊：I-IN將解調(diào)后的I路信號(hào)進(jìn)行抽樣判決IQ模塊：Q-OUT再生模塊：Q-IN將解調(diào)后的Q路信號(hào)進(jìn)行抽樣判決實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)點(diǎn)擊圖上查看各點(diǎn)波形單擊查看連線(xiàn)c、用示波器觀察基帶模塊上“NRZ-I”及“NRZ-Q”測(cè)試點(diǎn)，并分別與“NRZOUT”測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，觀察串并轉(zhuǎn)換情況。

a、按基帶成形模塊上“選擇”鍵，選擇GMSK模式（GMSK指示燈亮）實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)e、用頻譜分析儀觀測(cè)調(diào)制后GMSK信號(hào)頻譜（可用數(shù)字示波器上FFT功能替代觀測(cè)）d、用示波器觀測(cè)基帶模塊上“I-OUT”和“Q-OUT”點(diǎn)信號(hào)，并分別與“NRZ-I”、“NRZ-Q”對(duì)比，說(shuō)明GMSK信號(hào)成形規(guī)則b、用示波器對(duì)比觀察“NRZIN”和“NRZOUT”信號(hào)結(jié)束在GMSK調(diào)制基礎(chǔ)上繼續(xù)連線(xiàn)單擊查看連線(xiàn)b、示波器探頭分別接IQ解調(diào)“I-OUT”端及基帶“I-OUT”端，注意觀察兩者是否一致。若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ模塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。a、示波器探頭分別接IQ解調(diào)“I-OUT”及“Q-OUT”端，觀察解調(diào)波形。

c、示波器探頭分別接IQ解調(diào)“Q-OUT”端及基帶“Q-OUT”端，注意觀察兩者是否一致。若不一致可能是載波相位不對(duì)，可按IQ模塊復(fù)位鍵復(fù)位或重新開(kāi)關(guān)該模塊電源復(fù)位。實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)結(jié)束在前面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上繼續(xù)連線(xiàn)單擊

查看連線(xiàn)a、按再生模塊上“選擇”鍵，選擇GMSK模式（GMSK指示燈亮）。

b、示波器探頭分別接再生模塊上“NRZ”端和基帶模塊上“NRZIN”端，觀察兩路碼元是否一致。實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)結(jié)束圖6-1IF頻帶時(shí)延檢波

實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)圖6-2基帶時(shí)延檢波實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)圖6-3限幅鑒頻時(shí)延檢波

實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)

圖6-4相位時(shí)延檢波實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容三、基本原理四、實(shí)驗(yàn)原理五、實(shí)驗(yàn)框圖六、實(shí)驗(yàn)步驟七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誐SK、GMSK差分解調(diào)原理及方法

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察I、Q兩路解調(diào)基帶信號(hào)在載波不相干時(shí)的特征。2、觀察非相干解調(diào)過(guò)程中各信號(hào)的變化。3、觀察載波頻率偏差對(duì)解調(diào)輸出的影響。4、觀察位同步過(guò)程及其抖動(dòng)。5、觀察解調(diào)結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)MSK/GMSK信號(hào)均可采用非相干解調(diào)。由于MSK、GMSK調(diào)制都是FSK調(diào)制的一種方式，因此可以采用FSK調(diào)制非相干解調(diào)方式，有包絡(luò)檢波、頻率檢波等。由于MSK、GMSK調(diào)制信號(hào)的相位在碼元間存在關(guān)聯(lián)，因此MSK、GMSK信號(hào)還可采用時(shí)延檢波方式進(jìn)行非相干解調(diào)。時(shí)延檢波是用1個(gè)碼元的檢波器輸入信號(hào)的相位差，進(jìn)行碼判決的解調(diào)方式。時(shí)延檢波分為IF頻帶時(shí)延檢波、基帶時(shí)延檢波、限幅鑒頻時(shí)延檢波和相位時(shí)延檢波4種類(lèi)型。（1）IF頻帶時(shí)延檢波（點(diǎn)擊查看原理框圖）:IF頻帶時(shí)延檢波接收信號(hào)波形與其時(shí)延波形相,乘用濾波器濾除載波頻率中的二倍載波頻率分量.延遲線(xiàn)采用移位寄存器，它對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行高速采樣，由移位寄存器延遲一個(gè)符號(hào)的時(shí)間。碼判決tn=nT時(shí),檢波器輸入信號(hào)rn可表示為:基本原理實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)

式中，為相位調(diào)制，為調(diào)制波與熱噪聲之和的包絡(luò)，為噪聲引起的相位波動(dòng)：。時(shí)延檢波器輸出為:

，式中，表示發(fā)送2比特?cái)?shù)據(jù)地相對(duì)應(yīng)的信號(hào)相位差。由I與Q可求得。根據(jù)相位平面上的碼判決法則有：

實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)(6-1)(6-2)(6-3)(6-4)

I和Q輸出極性與2比特發(fā)送數(shù)據(jù)an和bn的正負(fù)一致，因此，也可以如式（6-5）那樣進(jìn)行正負(fù)判決：

GMSK是2值調(diào)制，因此，宜采用1比特時(shí)延檢波。正弦時(shí)延檢波的輸出極性與發(fā)送數(shù)據(jù)的正負(fù)一致，因此，可根據(jù)正弦時(shí)延檢波進(jìn)行碼判決。若BT（低通濾波器歸一化的3dB帶寬）變小，由于碼間干擾的影響使時(shí)隙變窄，則誤碼率特性變壞。這時(shí)，宜采用利用2比特間相位差為0或者±π的2比特余弦時(shí)延檢波。（2）基帶時(shí)延檢波（點(diǎn)擊查看原理框圖）：對(duì)于基帶時(shí)延檢波，用IF頻帶接收信號(hào)跟中心頻率一致的本振信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)同步檢波，獲得基帶分量 與。式中，為任意相位。實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)(6-5)

由式（6-6）可求得I與Q：

與IF頻帶時(shí)延檢波一樣，由式（6-5）進(jìn)行碼判決，這種方式適用于數(shù)字信號(hào)處理。（3）限幅鑒頻時(shí)延檢波（點(diǎn)擊查看原理框圖）：如果對(duì)瞬時(shí)角頻率進(jìn)行積分，則獲得相位差，采用限幅鑒頻器與積分時(shí)間為T(mén)的積分濾波器，求得1碼元間相位變化，進(jìn)行碼判決的檢波就是限幅鑒頻時(shí)延檢波。限幅鑒頻輸出經(jīng)常產(chǎn)生卡嗒噪聲，因此，若采用限幅鑒頻，則產(chǎn)生2π弧度整數(shù)倍的跳躍，根據(jù)模2π的運(yùn)算（見(jiàn)式（6-7）），就可以消除卡嗒噪聲的影響，求得與IF頻帶時(shí)延檢波和基帶時(shí)延檢波一樣的，根據(jù)式（6-4）進(jìn)行碼判決。

實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)(6-6)(6-7)（4）相位時(shí)延檢波（點(diǎn)擊查看原理框圖）：IF頻帶時(shí)延檢波是根據(jù)IF頻帶的時(shí)延乘積運(yùn)算求得，而基帶時(shí)延檢波是根據(jù)正交坐標(biāo)表示的基帶運(yùn)算求得與，由采用限幅鑒頻器瞬時(shí)角頻率的積分求得

。對(duì)于相位時(shí)延檢波，首先要求得與中心頻率一致的基準(zhǔn)信號(hào)的相差。采樣點(diǎn)的可表示為：因?yàn)橹岛愣?，若求得與1符號(hào)前時(shí)刻的相位差的差值，則得：因此，可以得到與

一致的相位差。采用同步檢波的載波恢復(fù)過(guò)程的相位時(shí)延檢波稱(chēng)為ACT（AdaptiveCarrierTracking）檢波。由上述可知，基準(zhǔn)信號(hào)的頻率與調(diào)制波的載波頻率一致。若頻率編移為，則時(shí)延檢波輸出為時(shí)則截止，因此，碼判決時(shí)易出錯(cuò)。本實(shí)驗(yàn)采用簡(jiǎn)化基帶時(shí)延檢波方式。實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)(6-8)(6-9)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)K介紹本實(shí)驗(yàn)需用到基帶成形模塊、IQ調(diào)制解調(diào)模塊、PSK載波恢復(fù)模塊及MSK、GMSK非相干數(shù)字解調(diào)模塊。（1）基帶成形模塊（點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明）：產(chǎn)生PN31偽隨機(jī)序列作為信源；將基帶信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換；按調(diào)制要求進(jìn)行基帶成形，形成兩路正交基帶信號(hào)。（2）IQ調(diào)制解調(diào)模塊（點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明）：產(chǎn)生調(diào)制及解調(diào)用的正交載波；完成射頻正交調(diào)制及小功率線(xiàn)性放大；完成射頻信號(hào)正交解調(diào)。（3）PSK載波恢復(fù)模塊（點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明）：與IQ調(diào)制解調(diào)模塊上的解調(diào)電路連接起來(lái)組成一個(gè)完整的科斯塔斯環(huán)恢復(fù)PSK已調(diào)信號(hào)的載波，同時(shí)可用作一個(gè)獨(dú)立的載波源，本實(shí)驗(yàn)只使用其壓控載波源功能。（4）MSK、GMSK非相干數(shù)字解調(diào)模塊（點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明）：輸入非相干解調(diào)IQ基帶信號(hào)，A/D采樣后，用數(shù)學(xué)運(yùn)算方法完成MSK及GMSK信號(hào)解調(diào)。

實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)2、實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明

本實(shí)驗(yàn)調(diào)制部分與實(shí)驗(yàn)四及實(shí)驗(yàn)五完全相同。

MSK/GMSK已調(diào)信號(hào)送入IQ調(diào)制解調(diào)模塊中的IQ解調(diào)電路分別進(jìn)行解調(diào)，載波由PSK載波恢復(fù)模塊中的壓控載波源提供，該載波標(biāo)稱(chēng)頻率為21.4MHz，與IQ調(diào)制模塊相同，該載波經(jīng)正交分頻產(chǎn)生同相及正交載波用于解調(diào)。解調(diào)輸出的IQ兩路模擬基帶信號(hào)送入MSK/GMSK非相干解調(diào)模塊中，分別經(jīng)A/D采樣后（采樣頻率等于碼元速率，即16K），送入單片機(jī)中完成如下運(yùn)算：SINΔφ=Qn*In-1-In*Qn-1，對(duì)SINΔφ信號(hào)進(jìn)行過(guò)零判決即可完成解調(diào)。由于基帶成形模塊和MSK/GMSK非相干解調(diào)模塊分別使用不同的時(shí)鐘源，存在頻率及相位偏差，因此對(duì)SINΔφ信號(hào)進(jìn)行判決時(shí)，還需根據(jù)判決結(jié)果調(diào)整A/D采樣時(shí)刻，使判決出的碼元信號(hào)與發(fā)端碼元信號(hào)相位鎖定。運(yùn)算式SINΔφ=Qn*In-1-In*Qn-1成立，要求發(fā)端與收端的載波頻率偏差必須足夠小，因此在實(shí)驗(yàn)中需調(diào)整收端載波源頻率，即調(diào)整PSK載波恢復(fù)模塊上的壓控載波源的頻率，使收發(fā)端載波頻率偏差滿(mǎn)足要求。實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)IQ解調(diào)碼元再生GMSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)框圖1、在實(shí)驗(yàn)箱上正確安裝基帶成形模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)基帶模塊）、IQ調(diào)制解調(diào)模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)IQ模塊）、MSK、GMSK非相干解調(diào)模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)非相干解調(diào)模塊）和PSK載波恢復(fù)模塊。2、MSK非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)

a、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱總電源，按如下要求連接好連線(xiàn)。(點(diǎn)擊查看連線(xiàn))

用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下連接：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明基帶模塊：PN31基帶模塊：NRZIN提供PN31偽隨機(jī)序列基帶模塊：I-OUTIQ模塊：I-IN將基帶成形后的I路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制基帶模塊：Q-OUTIQ模塊：Q-IN將基帶成形后的Q路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制IQ模塊：I-OUT非相干解調(diào)模塊：I-IN將非相干解調(diào)后的I路信號(hào)A/D采樣IQ模塊：Q-OUT非相干解調(diào)模塊：Q-IN將非相干解調(diào)后的Q路信號(hào)A/D采樣

用同軸視頻線(xiàn)完成如下連接：

*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

b、按基帶成形模塊上“選擇”鍵，選擇MSK(MSK指示燈亮)。

c、示波器探頭接IQ解調(diào)模塊“I-OUT”及“Q-OUT”端，觀察波形失真情況（此

時(shí)為不穩(wěn)定波形）

d、將示波器探頭分別接非相干解調(diào)模塊的觀測(cè)點(diǎn)“I”和“Q”，分別調(diào)節(jié)電位器

“I幅度”和“Q幅度”使兩點(diǎn)信號(hào)峰峰值一致且不失真，約為2.5V

實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)源端口目的端口IQ模塊(IQ調(diào)制)：輸出（J2）IQ模塊(IQ調(diào)制單元)：輸入（J3）PSK載波恢復(fù)：VCO-OUT（J1）IQ模塊(載波單元)：輸入（J4）f、調(diào)節(jié)載波恢復(fù)模塊上“鎖相”電位器，用示波器對(duì)比觀測(cè)載恢模塊上“VCO

OUT”端和IQ模塊載波單元的“輸出”端，使二者頻率一致

g、觀測(cè)非相干解調(diào)波形示波器探頭分別接非相干解調(diào)模塊上“NRZOUT”端和基帶模塊上“NRZ

IN”端，觀察兩路碼元是否一致（注意解調(diào)出的NRZ碼比輸入的NRZ碼有

延遲）。若一致表示解調(diào)正確，若不一致可回到步驟b重新實(shí)驗(yàn)。

h、示波器探頭分別接非相干解調(diào)模塊上“NRZOUT”端和該模塊上“Δφ”

端，觀察信號(hào)的特點(diǎn)及與NRZOUT信號(hào)的關(guān)聯(lián)。3、保持上面的連線(xiàn)不變，進(jìn)行GMSK非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)

a、按基帶成形模塊上“選擇”鍵，選擇GMSK(GMSK指示燈亮)。

b、重復(fù)步驟2的c～h，記錄波形。實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)點(diǎn)擊圖上查看連線(xiàn)實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)單擊查看連線(xiàn)1、按基帶成形模塊上的“選擇”鍵，選擇MSK模式（MSK指示燈亮）7、按基帶成形模塊上的“選擇”鍵，選擇GMSK模式重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六MSK/GMSK非相干解調(diào)6、觀察“Δφ”測(cè)試點(diǎn)，看SINΔφ信號(hào)的特點(diǎn)及與NRZOUT信號(hào)的關(guān)聯(lián)。5、觀察非相干解調(diào)模塊上“NRZOUT”端和基帶模塊上“NRZIN”端，看兩路碼元是否一致，若一致表示解調(diào)正確。2、示波器探頭接IQ解調(diào)模塊“I-OUT”及“Q-OUT”端，觀察波形失真情況（此時(shí)為不穩(wěn)定波形）4、調(diào)節(jié)載波恢復(fù)模塊上“鎖相”電位器，用示波器對(duì)比觀測(cè)載恢模塊上“VCOOUT”端和IQ模塊載波單元的“輸出”端，使二者頻率一致3、將示波器探頭分別接非相干解調(diào)模塊的觀測(cè)點(diǎn)“I”和“Q”，分別調(diào)節(jié)電位器“I幅度”和“Q幅度”使兩點(diǎn)信號(hào)峰峰值一致，約為2.8V結(jié)束一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容三、基本原理四、實(shí)驗(yàn)原理五、實(shí)驗(yàn)框圖六、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解白噪聲產(chǎn)生原因。2、了解多徑干擾對(duì)信號(hào)的影響實(shí)驗(yàn)內(nèi)容觀察白噪聲對(duì)信號(hào)的干擾實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)基本原理

在移動(dòng)通信中，嚴(yán)重影響移動(dòng)通信性能的主要噪聲與干擾大致可分為3類(lèi)：加性正態(tài)白噪聲、多徑干擾和多址干擾。這里加性是指噪聲與信號(hào)之間的關(guān)系服從疊加原理的線(xiàn)性關(guān)系，正態(tài)則是指噪聲分布遵從正態(tài)（高斯）分布，而白則是指頻譜是平坦的，僅含有這類(lèi)噪聲的信道一般文獻(xiàn)上稱(chēng)為AWGN信道。這類(lèi)噪聲是最基本的噪聲，非移動(dòng)信道所特有，一般簡(jiǎn)稱(chēng)這類(lèi)噪聲為白噪聲。這類(lèi)噪聲以熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪聲為代表，其特點(diǎn)是，無(wú)論在時(shí)域內(nèi)還是在頻域內(nèi)它們總是普遍存在和不可避免的。熱噪聲是在電阻一類(lèi)導(dǎo)體中，自由電子的布朗運(yùn)動(dòng)引起的噪聲。導(dǎo)體中的每一個(gè)自由電子由于其熱能而運(yùn)動(dòng)。電子運(yùn)動(dòng)的途徑，由于和其他粒子碰撞，是隨機(jī)的和曲折的，即呈現(xiàn)布朗運(yùn)動(dòng)。所有電子運(yùn)動(dòng)的總結(jié)果形成通過(guò)導(dǎo)體的電流。電流的方向是隨機(jī)的，因而其平均值為零。然而，電子的這種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交流電流成分。這個(gè)交流成分稱(chēng)為熱噪聲。實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)

散彈噪聲是由真空電子管和半導(dǎo)體器件中電子發(fā)射的不均勻性引起的。散彈噪聲的物理性質(zhì)可由平行板二極管的熱陰極電子發(fā)射來(lái)說(shuō)明。在給定的溫度下，二極管熱陰極每秒發(fā)射的電子平均數(shù)目是常數(shù)，不過(guò)電子發(fā)射的實(shí)際數(shù)目隨時(shí)間是變化的和不能預(yù)測(cè)的。這就是說(shuō)，如果我們將時(shí)間軸分為許多等間隔的小區(qū)間，則每一小區(qū)間內(nèi)電子發(fā)射數(shù)目不是常量而是隨機(jī)變量。因此，發(fā)射電子所形成的電流并不是固定不變的，而是在一個(gè)平均值上起伏變化。總電流實(shí)際上是許多單個(gè)電子單獨(dú)作用的總結(jié)果。由于從陰極發(fā)射的每一個(gè)電子可認(rèn)為是獨(dú)立出現(xiàn)的，且觀察表明，每1安培多平均電流相當(dāng)于在1秒鐘內(nèi)通過(guò)約6×1018個(gè)電子，所以總電流便是相當(dāng)多的獨(dú)立小電流之和。于是，根據(jù)中心極限定理可知，總電流是一個(gè)高斯隨機(jī)過(guò)程。也就是說(shuō)散彈噪聲是一個(gè)高斯隨機(jī)過(guò)程。宇宙噪聲是指天體輻射波對(duì)接收機(jī)形成的噪聲。它在整個(gè)空間的分布是不均勻的，最強(qiáng)的來(lái)自銀河系的中部，其強(qiáng)度與季節(jié)、頻率等因素有關(guān)。實(shí)測(cè)表明，在20～300MHz的頻率范圍內(nèi)，它的強(qiáng)度與頻率的三次方成反比。因而，當(dāng)工作頻率低于300MHz時(shí)就要考慮到它的影響。實(shí)踐證明宇宙噪聲也是服從高斯分布律的，在一般的工作頻率范圍內(nèi)，它也具有平坦的功率譜密度。實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)

從通信系統(tǒng)來(lái)看，白噪聲是最基本的噪聲來(lái)源。但是從調(diào)制信道的角度來(lái)看，到達(dá)或集中于解調(diào)器輸入端的噪聲并不是上述白噪聲本身，而卻是它的某種變換方式——通常是一種帶通型噪聲。這是因?yàn)椋诘竭_(dá)解調(diào)器之前，起伏噪聲通常要經(jīng)過(guò)接收轉(zhuǎn)換器，而接收轉(zhuǎn)換器主要作用之一是濾出有用信號(hào)和部分的濾除噪聲，因此，它可等效為一個(gè)帶通濾波器。它的輸出噪聲是帶通型噪聲。由于這種噪聲通常滿(mǎn)足“窄帶”的定義，故常稱(chēng)它為窄帶噪聲。又考慮到帶通濾波器常常是一種線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)，其輸入端的噪聲是高斯白噪聲。因此，它的輸出窄帶噪聲應(yīng)是窄帶高斯噪聲。

實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)K簡(jiǎn)介

本實(shí)驗(yàn)需用到基帶成形模塊、IQ調(diào)制解調(diào)模塊及信道模擬模塊。（1）基帶成形模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)：產(chǎn)生PN31偽隨機(jī)序列作為信源；將基帶信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換；按調(diào)制要求進(jìn)行基帶成形，形成兩路正交基帶信號(hào)。（2）IQ調(diào)制解調(diào)模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：產(chǎn)生調(diào)制及解調(diào)用的正交載波；完成射頻正交調(diào)制及小功率線(xiàn)性放大；完成射頻信號(hào)正交解調(diào)。（3）信道模擬模塊(點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明)

：采用數(shù)字信號(hào)處理算法模擬白噪聲、慢衰落及多徑干擾三種信道。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)2、電路說(shuō)明

IQ調(diào)制模塊輸出的10.7M已調(diào)信號(hào)，送入信道模擬模塊，首先進(jìn)行降頻理，將頻率降為1.5M，主要目的是為了A/D采樣及數(shù)字處理方便。1.5M信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路以適合A/D采樣。在FPGA時(shí)序電路的控制下，A/D芯片將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字處理送入FPGA中進(jìn)行處理。

FPGA中有四個(gè)獨(dú)立的處理模塊，分別是模擬信號(hào)采樣控制及信號(hào)通道、白噪聲產(chǎn)生、慢衰信號(hào)產(chǎn)生及信號(hào)多徑時(shí)延模塊。根據(jù)使用者選擇的不同輸出不同的信號(hào)。

當(dāng)用戶(hù)選擇白噪聲信道，F(xiàn)PGA輸出兩路數(shù)字信號(hào)，一路是原信號(hào)、一路是白噪聲信號(hào)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后變?yōu)閮陕纺M信號(hào)。兩路信號(hào)可以分別進(jìn)行幅度調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足試驗(yàn)需求。兩路信號(hào)經(jīng)加法器相加后成為白噪聲干擾信號(hào)，送入混頻電路，將頻率變回為10.7M送出，完成白噪聲干擾。實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)1、在實(shí)驗(yàn)箱上正確安裝基帶成形模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)基帶模塊）、IQ調(diào)制解調(diào)模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)IQ模塊）及信道模擬模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)信道模塊）。2、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源，按如下方式連線(xiàn)：（點(diǎn)擊查看連線(xiàn)）

a﹑用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下連接

b﹑用同軸電纜線(xiàn)完成如下連接*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明基帶模塊：PN31IQ模塊：I-IN提供PN31偽隨機(jī)序列源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明IQ模塊：輸出(J2)信道模塊：輸入將調(diào)制信號(hào)送入模擬信道中3、示波器探頭接信道模塊“AD”測(cè)試點(diǎn)，調(diào)節(jié)“AD幅度”電位器，使“AD”處信號(hào)峰峰值為1V左右。4、按下“選擇”鍵，選擇白噪聲信道，“白噪”指示燈亮。5、用示波器觀測(cè)“OUT2”測(cè)試點(diǎn)，調(diào)節(jié)“OUT2幅度”電位器改變?cè)夹盘?hào)幅度。6、用示波器觀測(cè)“OUT1”測(cè)試點(diǎn)，輸出為白噪聲信號(hào)，調(diào)節(jié)“OUT1幅度”電位器幅度改變?cè)肼曅盘?hào)的大小。7、將“OUT2幅度”電位器順時(shí)針旋到底，“OUT1幅度”電位器逆時(shí)針旋到底，用示波器觀測(cè)“輸出”點(diǎn)信號(hào)波形，此時(shí)信號(hào)輸出幅度最大，無(wú)噪聲輸出。8、順時(shí)針調(diào)節(jié)“OUT1幅度”電位器，增大噪聲信號(hào)，用示波器觀測(cè)“輸出”點(diǎn)信號(hào)波形，觀測(cè)噪聲對(duì)信號(hào)的影響。實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五GMSK調(diào)制及相干解調(diào)點(diǎn)擊圖上查看各點(diǎn)波形實(shí)驗(yàn)十四白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)單擊查看連線(xiàn)1、示波器探頭接信道模塊“AD”測(cè)試點(diǎn)，調(diào)節(jié)“AD幅度”電位器，使“AD”處信號(hào)峰峰值為1V左右。2、按下“選擇”鍵，選擇白噪聲信道，“白噪”指示燈亮。3、用示波器觀測(cè)“OUT2”測(cè)試點(diǎn)，調(diào)節(jié)“OUT2幅度”電位器改變?cè)夹盘?hào)幅度。5、將“OUT2幅度”電位器順時(shí)針旋到底，“OUT1幅度”電位器逆時(shí)針旋到底，用示波器觀測(cè)“輸出”點(diǎn)信號(hào)波形，此時(shí)信號(hào)輸出幅度最大，無(wú)噪聲輸出。4、用示波器觀測(cè)“OUT1”測(cè)試點(diǎn)，輸出為白噪聲信號(hào)，調(diào)節(jié)“OUT1幅度”電位器幅度改變?cè)肼曅盘?hào)的大小。6、順時(shí)針調(diào)節(jié)“OUT1幅度”電位器，增大噪聲信號(hào)，用示波器觀測(cè)“輸出”點(diǎn)信號(hào)波形，觀測(cè)噪聲對(duì)信號(hào)的影響。結(jié)束一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容三、基本原理四、實(shí)驗(yàn)原理五、實(shí)驗(yàn)框圖六、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)將正交調(diào)制及解調(diào)的單元實(shí)驗(yàn)串起來(lái)，讓學(xué)生建立起GSM通信系統(tǒng)的概念，了解GSM通信系統(tǒng)的組成及特性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、搭建GSM數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

2、觀察GSM通信系統(tǒng)各部分信號(hào)。實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

由于GSM是一個(gè)全數(shù)字系統(tǒng)，話(huà)音和不同速率數(shù)據(jù)的傳輸都要進(jìn)行數(shù)字化處理。為了將源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為最終信號(hào)并通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波發(fā)射出去，需要經(jīng)過(guò)幾個(gè)連續(xù)的過(guò)程。相反，在接收端需要經(jīng)過(guò)一系列的反過(guò)程來(lái)重現(xiàn)原始數(shù)據(jù)。下面我們主要針對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程進(jìn)行描述。信源端的主要工作有

1、信道編碼信道編碼用于改善傳輸質(zhì)量，克服各種干擾因素對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的不良影響，但它是以增加比特降低信息量為代價(jià)的。信道編碼的基本原理是在原始數(shù)據(jù)上附加一些冗余比特信息，增加的這些比特是通過(guò)某種約定從圓熟數(shù)據(jù)中經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生的，接收端的解碼過(guò)程利用這些冗余的比特來(lái)檢測(cè)誤碼并盡可能的糾正誤碼。如果收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)同樣的計(jì)算所得的冗余比特同收到的不一樣時(shí)，我們就可以確定傳輸有誤。根據(jù)傳輸模式不同，在無(wú)線(xiàn)傳輸中使用了不同的碼型?；驹韺?shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

GSM使用的編碼方式主要有塊卷積碼、糾錯(cuò)循環(huán)碼、奇偶碼。塊卷積碼主要用于糾錯(cuò)，當(dāng)解調(diào)器采用最大似然估計(jì)方法時(shí)，可以產(chǎn)生十分有效的糾錯(cuò)結(jié)果，糾錯(cuò)循環(huán)碼主要用于檢測(cè)和糾正成組出現(xiàn)的誤碼，通常和塊卷積碼混合使用，用于捕捉和糾正遺漏的組誤差。奇偶碼是一種普遍使用的最簡(jiǎn)單的檢測(cè)誤碼的方法。

2、交織在移動(dòng)通信中這種變參的信道上，比特差錯(cuò)通常是成串發(fā)生的。這是由于持續(xù)較長(zhǎng)的深衰落谷點(diǎn)會(huì)影響到相繼一串的比特。但是，信道編碼僅在檢測(cè)和校正單個(gè)差錯(cuò)和不太長(zhǎng)差錯(cuò)串時(shí)才有效，為了解決這一問(wèn)題，希望找到把一條消息中的相繼比特分開(kāi)的方法，即一條消息的相繼比特以非相繼的方式被發(fā)送，使突發(fā)差錯(cuò)信道變?yōu)殡x散信道。這樣，即使出現(xiàn)差錯(cuò)，也僅是單個(gè)或者很短的比特出現(xiàn)錯(cuò)誤，也不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)突發(fā)脈沖甚至消息塊都無(wú)法被解碼，這時(shí)可再用信道編碼的糾錯(cuò)功能來(lái)糾正差錯(cuò)，恢復(fù)原來(lái)的消息，這種方法就是交織技術(shù)。

3、調(diào)制調(diào)制和解調(diào)是信號(hào)處理的最后一步。簡(jiǎn)單的說(shuō)GSM所使用的調(diào)制是BT＝0.3的GMSK實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

技術(shù)，其調(diào)制速率是270.833kbit/s，使用的是Viterbi算法進(jìn)行的解調(diào)。調(diào)制功能就是按照一定的規(guī)則把某種特性強(qiáng)加到電磁波上，這個(gè)特性就是我們要發(fā)射的數(shù)據(jù)。GSM系統(tǒng)中承載信息的是電磁場(chǎng)的相位，即采用調(diào)相方式。從發(fā)送角度看，首先要完成二進(jìn)制數(shù)據(jù)到一個(gè)低頻調(diào)制信號(hào)的變換，然后在進(jìn)一步把它變到電磁波的形式。接收端則是經(jīng)過(guò)解調(diào)，解交織，信道譯碼等一系列的反過(guò)程來(lái)重現(xiàn)原始數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)需兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱共同完成，一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱作發(fā)射用，另一臺(tái)作接收用。發(fā)射用實(shí)驗(yàn)箱需用到基帶成形模塊、IQ調(diào)制解調(diào)模塊、信道編碼模塊及信源模塊。接收用實(shí)驗(yàn)箱需用到IQ調(diào)制解調(diào)模塊、PSK載波恢復(fù)模塊、MSK/GMSK非相干解調(diào)模塊、碼元再生模塊、信道譯碼模塊及信源模塊。（1）基帶成形模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明本模塊主要功能：產(chǎn)生PN31偽隨機(jī)序列作為信源；將基帶信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換；按調(diào)制要求進(jìn)行基帶成形，形成兩路正交基帶信號(hào)。（2）IQ調(diào)制解調(diào)模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明本模塊主要功能：產(chǎn)生調(diào)制及解調(diào)用的正交載波；完成射頻正交調(diào)制及小功率線(xiàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

性放大；完成射頻信號(hào)正交解調(diào)。（3）碼元再生模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明本模塊主要功能：從解調(diào)出的IQ基帶信號(hào)中恢復(fù)位同步，并進(jìn)行抽樣判決，然后并串轉(zhuǎn)換后輸出。（4）PSK載波恢復(fù)模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明本模塊主要功能：與IQ調(diào)制解調(diào)模塊上的解調(diào)電路連接起來(lái)組成一個(gè)完整的科斯塔斯環(huán)恢復(fù)PSK已調(diào)信號(hào)的載波，同時(shí)可用作一個(gè)獨(dú)立的載波源。（5）信道編碼及交織模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明本模塊主要功能：產(chǎn)生PN31偽隨機(jī)序列作為信源，并進(jìn)行（2，1，4）卷積編碼，然后可選擇有無(wú)塊交織，再加上幀同步信號(hào)組成成幀數(shù)據(jù)后輸出，輸出的碼可以選擇有無(wú)差錯(cuò)、隨機(jī)差錯(cuò)或突發(fā)差錯(cuò)。（6）信道譯碼及解交織模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

本模塊主要功能：完成幀同步捕獲，同步后取出信息元進(jìn)行（2，1，4）維特比卷積譯碼及解交織。（7）MSK、GMSK非相干數(shù)字解調(diào)模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明本模塊主要功能：輸入非相干解調(diào)IQ基帶信號(hào)，A/D采樣后，用數(shù)學(xué)運(yùn)算方法完成MSK及GMSK信號(hào)解調(diào)。（8）信源編譯碼模塊：點(diǎn)擊查看測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明本模塊主要功能：音頻信號(hào)放大、音頻信號(hào)CVSD編譯碼及射頻信號(hào)發(fā)射、接收。實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟

1、在發(fā)射用實(shí)驗(yàn)箱上正確安裝信道編碼及交織模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)編碼模塊）、基帶成形模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)基帶模塊）及IQ調(diào)制解調(diào)模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)IQ模塊）。

2、在接收用實(shí)驗(yàn)箱上正確安裝IQ調(diào)制解調(diào)模塊、CDMA接收模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)接收模塊）、PSK載波恢復(fù)模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)載波模塊）、MSK/GMSK非相干解調(diào)模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)非相干模塊）及信道譯碼及解交織模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)譯碼模塊）。

3、發(fā)送用實(shí)驗(yàn)箱連線(xiàn)：點(diǎn)擊查看該實(shí)驗(yàn)箱上所有連線(xiàn)。

a、用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下連接：

源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明基帶模塊：BS編碼模塊：BSIN提供PN31發(fā)生器的時(shí)鐘編碼模塊：編碼OUT基帶模塊：NRZIN將編碼信號(hào)進(jìn)行基帶成形基帶模塊：I-OUTIQ模塊：I-IN將I路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制基帶模塊：Q-OUTIQ模塊：Q-IN將Q路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

b、用同軸視頻線(xiàn)連接IQ模塊（IQ調(diào)制單元）上“輸出”端口和信源模塊上“發(fā)射”端口。

4、接收用實(shí)驗(yàn)箱上連線(xiàn)：點(diǎn)擊查看該實(shí)驗(yàn)箱上所有連線(xiàn)。

a﹑用臺(tái)階插座線(xiàn)完成如下連接

b﹑用同軸視頻線(xiàn)完成如下連接源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明IQ模塊：I-OUT非相干模塊：I-IN對(duì)I路信號(hào)進(jìn)行A/D變換IQ模塊：Q-OUT非相干模塊：Q-IN對(duì)Q路信號(hào)進(jìn)行A/D變換非相干模塊：NRZ譯碼模塊：編碼IN將再生的信號(hào)進(jìn)行譯碼非相干模塊：BS譯碼模塊：BSIN提供譯碼時(shí)所需的時(shí)鐘源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明載波模塊：VCOOUTIQ模塊(載波單元)：輸入提供調(diào)制所需的載波信源模塊：接收接收模塊：輸入將接收信號(hào)進(jìn)行小信號(hào)放大接收模塊：輸出2IQ模塊(解調(diào)單元)：輸入將收到的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

*檢查連線(xiàn)是否正確，檢查無(wú)誤后打開(kāi)電源。

5、按前面單元實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整好各模塊，主要有發(fā)送端的信號(hào)輸出幅度調(diào)整、接收端的載波頻率調(diào)整、信道編譯碼模式選擇等。選擇MSK或GMSK方式后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

6、用示波器觀察各信號(hào)點(diǎn)波形，并記錄。單擊查看連線(xiàn)實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

結(jié)束連接BS(基帶成型)和T-CLOCK(信源編譯碼),為信源模塊提供時(shí)鐘.連接OUT-PUT(信源編譯碼)和NRZ-IN(基帶成型),將信源信號(hào)進(jìn)行串并變換.連接“輸出”（IQ調(diào)制）和“輸入”（信源編譯碼），將調(diào)制信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送出去。分別將I-OUT(基帶成型)和I-IN(IQ調(diào)制)

、Q-OUT(基帶成型)和Q-IN(IQ調(diào)制)連接，實(shí)現(xiàn)調(diào)制。打開(kāi)電源，選擇MSK或GMSK調(diào)制方式，按鍵選擇天線(xiàn)為“發(fā)射”。完成發(fā)射實(shí)驗(yàn)箱的電路連線(xiàn)和設(shè)置。單擊查看連線(xiàn)實(shí)驗(yàn)十九GSM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

結(jié)束連接“接收”（信源編譯碼）和“輸入”（CDMA接收），將接收信號(hào)進(jìn)行功率放大。連接“輸出2”（CDMA接收）和“輸入”（IQ調(diào)制），將接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。連接VCO-OUT（PSK載波恢復(fù)）和“輸入”（載波），提供解調(diào)所需的載波信號(hào)。分別連接I-OUT（IQ解調(diào)）和I-IN（MSK/GMSK非相干解調(diào)）

、Q-OUT（IQ解調(diào)）和Q-IN（MSK/GMSK非相干解調(diào)），實(shí)現(xiàn)非相干解調(diào)。連接BS-OUT（MSK/GMSK非相干解調(diào)）和R-CLOCK（信源編譯碼），為信源模塊提供譯碼時(shí)鐘。連接NRZ-OUT和INPUT。完成接收實(shí)驗(yàn)箱連線(xiàn)。開(kāi)機(jī)后，按鍵選擇天線(xiàn)為“接收”，測(cè)試各相關(guān)測(cè)試點(diǎn)，觀測(cè)波形。實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

圖20-1典型的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)模型實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

圖20-2直接序列擴(kuò)頻的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)框圖實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

圖20-3直接序列擴(kuò)頻各點(diǎn)波形實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

圖20-4直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)抗寬帶干擾示意圖實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

圖20-5直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)抗窄帶干擾示意圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容三、基本原理四、實(shí)驗(yàn)原理五、實(shí)驗(yàn)框圖六、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)將擴(kuò)頻解擴(kuò)的單元實(shí)驗(yàn)串起來(lái)，讓學(xué)生建立起CDMA通信系統(tǒng)的概念，了解CDMA通信系統(tǒng)的組成及特性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、搭建CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。

2、觀察CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)各部分信號(hào)。

3、觀察兩路信號(hào)碼分多址及其選址。實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)是香農(nóng)于1948年發(fā)表的《AMathematicalTheoryofCommunication》一文，即著名的信息論。香農(nóng)信息論中有關(guān)信道的理論容量公式為：式（20-1）也被稱(chēng)為香農(nóng)定理，其中C為信道容量，單位為bps；W為信道帶寬（也被稱(chēng)為系統(tǒng)帶寬）；S/N為信噪比（dB）。式（20-1）給出了在給定信噪比和沒(méi)有誤碼的情況下信道的理論容量與該信道帶寬的關(guān)系。從這個(gè)公式還可以得出也重要的結(jié)論：對(duì)于給定的信息傳輸速率，可以用不同的帶寬和信噪比的組合來(lái)傳輸。換言之，信噪比和信道帶寬可以互換。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)正是利用這一理論，將信道帶寬擴(kuò)展許多倍以換取信噪比上的好處，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力?；驹?20-1)實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

一個(gè)典型的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)框圖如圖20-1所示。由圖20-1可以看出，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)主要由原始信息、信源編譯碼、信道編譯碼（差錯(cuò)控制）、載波調(diào)制與解調(diào)、擴(kuò)頻調(diào)制與解擴(kuò)和信道六大部分組成。信源編碼的目的是減小信息的冗余度，提高信道的傳輸效率。信道編碼（差錯(cuò)控制）的目的是增加信息在信道傳輸軸格的冗余度，使其具有檢錯(cuò)或糾錯(cuò)能力，提高信道傳輸質(zhì)量。調(diào)制部分的目的是使經(jīng)過(guò)信道編碼后的符號(hào)能在適當(dāng)?shù)念l段傳輸，通常使用的數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式為振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控，在碼分多址移動(dòng)通信中使用QPSK和OQPSK都是PSK的改進(jìn)型。擴(kuò)頻通信和解擴(kuò)是為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力而進(jìn)行的信號(hào)頻譜展寬和還原?？梢?jiàn)，與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)模型中多了擴(kuò)頻和解擴(kuò)兩個(gè)部分，經(jīng)過(guò)解擴(kuò)，在信道中傳輸?shù)氖且粋€(gè)寬帶的低譜密度的信號(hào)。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)按擴(kuò)頻方式的不同，分為以下類(lèi)型：直接序列擴(kuò)頻（DirectSequenceSpreadSpectrum，DS-SS）跳頻擴(kuò)頻（FrequencyHoppingSpreadSpectrum，F(xiàn)H-SS）跳時(shí)擴(kuò)頻（TimeHoppingSpreadSpectrum，TH-SS）

實(shí)驗(yàn)二十CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)采用高碼速率的直接序列（DirectSequence，DS），偽隨機(jī)碼在發(fā)端進(jìn)行擴(kuò)頻，在收端用相同的碼序列去進(jìn)行解擴(kuò)，然后將展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始信息。所謂跳頻是指發(fā)送信號(hào)的載波按照某一隨機(jī)跳變圖樣在跳變，跳頻信號(hào)具有時(shí)變、偽隨機(jī)的載頻。跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)在很多方面類(lèi)似于