通信原理QPSK调制系统实验指导书

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1、《通信原理》实验指导书信息学院通信教研部实验五、QPSK调制系统设计与仿真一、实验目的1.掌握(QPSK)调制系统的原理及在通信传输系统中的应用。2.掌握(QPSK)调制系统模型的构建技术。3.掌握(QPSK)调制系统的设计与实现方法。1.深入理解、分析、掌握二进制相移键控(QPSK)调制系统各模块间参数的设置及相互间的关联与影响。2.能够按不同用户的技术指标需求，进行(QPSK)调制系统的设计。3.掌握(QPSK)调制系统的测试方法。4.掌握对(QPSK)调制系统的相关参数、信号时域波形进行分析的方法

2、。5.对比原始发送数据信号经调制系统后产生的QPSK时域信号波形。二、实验仪器(软/硬件环境及所需元器件模块)1.PC机一台2.安捷伦科技EESof软件ADS：AdvancedDesignSystem-2005A3•计算机操作系统:Win2000,WinXP,HPUnixl1.0,SunUnix5.8等4.元器件模块：(1)正弦波发生器、余弦波发生器各一个。Sinusoid正弦波信号发生器(Sinusoidsignalgenerator)Phase二90.0时正弦波发生器会变成余弦波发生器。；(2)Da

3、ta数字序列信号发生器(Datagenerator)；(3)信号类型转换器(SignalConverters)：TimcdToFloat信号类型转换器、FloatToTimcd信号类型转换器；(4)TimedSink信号接收器(TimedDataCollector)；(5)IQ时序信号分离器件“元件名”为SymbolSplitter,(6)SpectrumAnalyzer频谱分析仪(Spectrumanalyzer)；(7)DF数据流控制器(DataFlowController)；(8)Mpy2乘法器(

4、2-lnputMultiplier)；(9)VAR变量和方程式诞块(器任)(VariablesandEquationsComporient)。(10)时钟源Clock,(11)加法器件Add2,(12)限幅器Limiter,三、实验原理QPSK四相绝对相移键控，用载波信号的4个初始相位对应4进制码元。因此,对于输入的二进制数字序列每2比特分为一组，称为双比特码元AB,然后用4种不同的载波相位分别表征这4种数字码元。<1100相位按AB分组与载波相位的对应关系有n/2体系（也称A方式）与兀/4体系（也称B

5、方式），具体定义如表6-2所示：表6-2双比特码元与载波相位的关系双比特码元AB载波相位（pnAB兀/2体系（A方式）n/4体系（B方式）000(0°)5n/4(225°)10it/2(90°)7n/4(315°)11n(180°)oi/4(45°)013Ji/2(270°)3oi/4(135°)QPSK信号双比特码兀与相位矢量关系图，如图6-29所不11一一00•••••••••••••••••••••••••••••••参芳相位⑻A方式(皿2体系)图1QPSK信号双比特码元与相位矢量关系图四相制也分

6、为四相绝对移相调制（记为4PSK或QPSK）。根据表6-2及图1的对应关系，可以lEiill+ll应的QPSK的A方式与B方式波形图。如图2所示。在图屮绝对四相调制QPSK波形，是由双比特码元对载波的相位进行绝对调相得到的；而QDPSK的波形是由双比特码元对载波的相位进行相对调相得到的。在QDPSK中，仍可用图2所示的双比特码元与相位矢量关系图；与QPSK不同的是，木码元参考和位不是固定的载波和位而是前一双比特码元的初始相位。即本码元的初始相位值是在前一双比特码元的初始相位值的基础上，再加上图2所示的相

7、位矢量关系图屮双比特码元与所对应的相位量值得出的。图6-30QPSK和QDPSK的波形图为了表示方便，图6-30屮在一个双比特码元宽度7；内只画了一个周期的载波。在实际屮应注意载波频率和码元宽度（或速率）的对应关系。（1）相法产生4PSK信号调相法产生4PSK信号的原理如图3（R所示，（属于兀/4体系）。它是由两路相互正交的2PSK相加构成的。图屮串/并变换器将输入的二进制序列变成两路并行的双极性序列信号，分别进行2PSK调制后再相加，就得到4PSK信号。注意：每一个支路信号的速率是原始基带信号速率的一

8、半！I(t)I信道（〃2）0A101夫001()AI3II输入二进制序列do山“2d心d$&dQdg1001111011I(t)1(A)1didA.d611——1-10*1&e（r）1111(B)d1dsdn—1-00图6-31调相法产生4PSK信号原理图I信道(〃2)Kt)Q信道（为2）Q⑴图6-32QDPSK信号的产生原理框图（2）相位选择法产生QPSK信号用相位选择法产生QPSK信号的组成框图如图6-33所示。然后经带通滤波器滤除