通信原理第二次實驗報告-實驗2 BPSK傳輸系統(tǒng)實驗

通信原理第二次實驗報告

實驗2BPSK傳輸系統(tǒng)實驗實驗?zāi)康恼莆誃PSK調(diào)制和解調(diào)的基本原理掌握BPSK數(shù)據(jù)傳輸過程，熟悉典型電路了解數(shù)字基帶波形時域形成的原理和方法，掌握滾降系數(shù)的概念掌握BPSK眼圖觀察的正確方法，能通過觀察接收眼圖判斷信號的傳輸質(zhì)量熟悉BPSK調(diào)制載波包絡(luò)的變化掌握BPSK載波恢復(fù)特點與位定時恢復(fù)的基本方法實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)整理調(diào)制部分1)BPSK調(diào)制基帶信號眼圖觀測 分別觀測不匹配濾波和匹配濾波方式下發(fā)送信號的眼圖（TPi03信號）的波形如下：圖1未匹配濾波時發(fā)送信號的眼圖圖2匹配濾波時發(fā)送信號的眼圖 由上圖可以看出，當(dāng)使用了匹配濾波器后，發(fā)送信號的信號寬度較之前未使用匹配濾波器略小。2)I路和Q路調(diào)制信號的相平面（矢量圖）信號觀察 在不匹配濾波的方式下，全0碼、01碼、全1碼的調(diào)制信號矢量圖如圖3(a)~(c)所示：圖3(a)未匹配濾波時全0碼調(diào)制信號矢量圖圖3(b)未匹配濾波時01碼調(diào)制信號矢量圖圖3(c)未匹配濾波時全1碼調(diào)制信號矢量圖 在匹配濾波的方式下，全0碼、01碼、全1碼的調(diào)制信號矢量圖如圖4(a)~(c)所示：圖4(a)匹配濾波時全0碼調(diào)制信號矢量圖圖4(b)匹配濾波時01碼調(diào)制信號矢量圖圖4(c)匹配濾波時全1碼調(diào)制信號矢量圖 可以看出，0碼時相位為π，1碼時相位為0，因此全0碼和全1碼兩種碼型在李沙育圖上觀測到的都是一個點，而01碼中相位既有π也有0，因此是一個橢圓形。3)BPSK調(diào)制信號0/π相位測量 以TPK03為同步信號，測得TPK06/TPK07的波形如下：圖5觀察BPSK調(diào)制信號的0/π翻轉(zhuǎn) 由圖5可以看出，在左邊第一個波頭處，TPK06的信號是與TPK03的信號同相位的，而在最后幾個波頭處，TPK06的信號與TPK03的信號反相，說明在此期間，TPK06的信號發(fā)生了0/π相位翻轉(zhuǎn)。4)BPSK調(diào)制信號包絡(luò)觀察 觀察0/1碼的調(diào)制載波與基帶信號的相互關(guān)系如下：圖6(a)觀察0/1碼調(diào)制載波與基帶信號的相互關(guān)系(1)圖6(b)觀察0/1碼調(diào)制載波與基帶信號的相互關(guān)系(2) 由圖6(b)可以明顯地看出載波信號與基帶信號的包絡(luò)關(guān)系。如果將0/1碼換成特殊碼，得到的波形如圖7(a)~(c)所示：圖7(a)觀察特殊碼調(diào)制載波與基帶信號的相互關(guān)系(1)圖7(b)觀察特殊碼調(diào)制載波與基帶信號的相互關(guān)系(2)圖7(c)觀察特殊碼調(diào)制載波與基帶信號的相互關(guān)系(3) 由圖7(a)(b)可以很好地觀察到載波信號與基帶信號的包絡(luò)關(guān)系，而圖7(c)則顯示了信號波形展寬后的波形，說明基帶信號是由一個個脈沖構(gòu)成的序列。解調(diào)部分1)接收端解調(diào)器眼圖信號觀測 使用特殊碼，首先觀測到TPJ05的波形如下所示：圖8特殊碼的接收端解調(diào)器眼圖信號波形（TPJ05） 觀測TPJ06輸出的波形如圖9所示：圖9特殊碼的接收端解調(diào)器眼圖信號波形（TPJ06） 此時，TPJ05輸出的是正常的特殊碼接收解調(diào)器的眼圖信號波形，而TPJ06輸出的信號則近乎于只有噪聲信號，無有效信號。這主要是由于TPJ05和TPJ06之間有90度的相差，會造成波形的相互抵消。因此，在TPJ05和TPJ06信號中，一定有一個是無法觀測出波形的。 對比在未匹配濾波情況下（圖10(a)）和匹配濾波情況下（圖10(b)）的波形如下：圖10(a)未匹配濾波情況下的眼圖波形圖10(b)匹配濾波情況下的眼圖波形 由圖10(a)(b)可以看出，經(jīng)過匹配濾波后，得到的眼圖信號的噪聲更小，幅值也更小。2)解調(diào)器失鎖時的眼圖信號觀測 將KL01設(shè)置在開環(huán)位置，觀測TPJ05及TPJ06波形如下：圖11解調(diào)器失鎖時TPJ05及TPJ06的波形 由于波形未穩(wěn)定，所以上圖的波形比較模糊。但從圖11已經(jīng)可以看出，TPJ06的波形波動較大，而TPJ05的波形較為穩(wěn)定。由此也可證明，TPJ05與TPJ06相差90度相角。3)接收I路和Q路解調(diào)信號的相平面（矢量圖）波形觀察 輸入0/1碼，觀察TPJ05和TPJ06李沙育圖如圖12所示：圖12輸入0/1碼時TPJ05及TPJ06的李沙育圖 輸入全0碼，觀察TPJ05和TPJ06李沙育圖如圖13所示：圖13輸入全0碼時TPJ05及TPJ06的李沙育圖 輸入全0碼時，由于相位單一，所以輸出的李沙育圖為一個點；而對于0/1碼，雖然相位不固定，但TPJ05和TPJ06之間總是差90度相位，因此是一條直線。4)解調(diào)器失鎖時I路和Q路解調(diào)信號的相平面（矢量圖）波形觀察圖14輸入全0碼時TPJ05及TPJ06的李沙育圖圖15輸入0/1碼時TPJ05及TPJ06的李沙育圖 將KL01設(shè)置在開環(huán)位置，觀察I路和Q路解調(diào)信號的相平面（矢量圖）波形如圖14、15所示?？梢钥闯?，解調(diào)器失鎖時，對于全0碼的解調(diào)信號沒有影響，而對0/1碼則矢量圖變?yōu)橐粋€圓。5)解調(diào)器抽樣判決點信號觀察 輸入m序列，觀察TPN04信號波形如下：圖16解調(diào)器抽樣判決點信號波形6)解調(diào)器失鎖時抽樣判決點信號觀察 觀察TPN04信號波形如下所示：圖17(a)解調(diào)器失鎖時抽樣判決點信號波形(1) 若將波形展寬，得到波形如下：圖17(b)解調(diào)器失鎖時抽樣判決點信號波形(2)7)解調(diào)數(shù)據(jù)觀察圖18解調(diào)數(shù)據(jù)波形 觀察TPM02和TPM04波形如圖18，測得發(fā)送與接收數(shù)據(jù)信號的