南邮通信原理实验 bpsk

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1、实验二BPSK传输系统综合实验一、实验原理（一）BPSK调制理论上二进制相移键控（BPSK）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m（1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。如果每比特能量为Eb，则传输的BPSK信号为：其中（二）BPSK解调接收的BPSK信号可以表示成：为了对接收信号中的数据进行正确的解调，这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息，同时还要在正确时间点对信号进行判决。这就是我们常说的载波恢复与位定时恢复。１、载波恢复对二相调相信号中的载波恢复有很多的方法，最常用的有平方变换法、判决反馈环等。在BPSK解调器中，载波恢

2、复的指标主要有：同步建立时间、保持时间、稳态相差、相位抖动等。本地恢复载波信号的稳态相位误差对解调性能存在影响，若提取的相干载波与输入载波没有相位差，则解调输出的信号为；若存在相差Δ，则输出信号下降cos2Δ倍，即输出信噪比下降cos2Δ，其将影响信道的误码率性能，使误码增加。对BPSK而言，在存在载波恢复稳态相差时信道误码率为：２、位定时抽样时钟在信号最大点处进行抽样，保证了输出信号具有最大的信噪比性能，从而也使误码率较小。在刚接收到BPSK信号之后，位定时一般不处于正确的抽样位置，必须采用一定的算法对抽样点进行调整，这个过程称为位定时恢复

3、。常用的位定时恢复有：滤波法、数字锁相环等。最后，对通信原理综合实验系统中最常用的几个测量方法作一介绍：眼图、星座图与抽样判决点波形。１、眼图：利用眼图可方便直观地估计系统的性能。示波器的通道接在接收滤波器的输出端，调整示波器的水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。在荧光屏上看到显示的图型很像人的眼睛，所以称为眼图。2、星座图：与眼图一样，可以较为方便地估计出系统的性能，同时它还可以提供更多的信息，如I、Q支路的正交性、电平平衡性能等。星座图的观察方法如下：用一个示波器的一个通道接收I支路信号，另一通道接Q支路信号，将示波器设置成X-Y方式

4、。３、抽样判决点波形：是在判决器之前的波形。抽样判决点波形可以较好地反映最终输出性能的好坏。抽样判决点波形上下两线聚集越好，则系统性能越好，反之越差。（三）DBPSK调制与解调由于BPSK相干载波恢复可能出现相位模糊，所以实用中经常采用DBPSK调制，是相移键控的非相干形式，它不需要在接收机端恢复相干参考信号。非相干接收机容易制造而且便宜，因此在无线通信系统中被广泛使用。在DBPSK系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK调制器调制。差分编码原理为：虽然DBPSK差分解调降低了接收机复杂度的优点，但它的能量效率比相干BPSK低3d

5、B。在加性高斯白噪声环境中，平均错误概率如下所示：在DBPSK方式中，由于不需要恢复载波，因而不能观察到接收端的眼图信号。但可以观察抽样判决点之前的信号波形来判断接收信号的质量与解调性能。差分BPSK的抽样判决点波形较相干BPSK要差。二、实验仪器1、JH5001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、频谱测量仪一台三、实验目的1、掌握BPSK调制和解调的基本原理；2、掌握BPSK眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量；3、熟悉BPSK调制载波包落的变化；1、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；2

6、、了解BPSK/DBPSK在噪声下的基本性能。3、了解DBPSK差分解调的基本工作原理；四、实验内容与实验结果测试前检查：首先通过菜单将通信原理综合实验系统调制方式设置成“BPSK传输系统”；用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图观测（1）通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式（未打勾），此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号眼图（TPi03）的波形。成

7、型滤波器使用升余弦响应，ɑ=0.4。判断信号观察的效果。（2）通过菜单选择激活“匹配滤波”方式（打勾），此时系统构成收发匹配滤波最佳接收机，重复上述实验步骤。仔细观察和区别与上述两种方式下发送信号眼图（TPi03）的波形。2.I路和Q路调制信号的相平面（矢量图）信号观察（1）测量I支路（TPi03）和Q支路信号（TPi04）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图，其相位矢量图应为0、π两种相位。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量；结合BPSK调制器原理分析测试结果。（2）

8、通过菜单选择“匹配滤波”方式设置，重复上述实验步骤。仔细观察和区别两种方式下矢量图信号。3.BPSK调制信号0/π相位测量选择输入调制数据为0／1码。用示波器的一路