移动通信原理实验箱实验指导书V1[1]0

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1、移动通信原理实验指导书第二章调制与解调实验一MSK调制解调实验一、实验目的1、掌握MSK调制和解调的原理。2、理解MSK的优缺点。二、实验内容1、观察MSK调制过程中各信号的波形。2、观察MSK解调过程中各信号的波形。三、预备知识1、MSK调制和解调的基本原理。2、MSK调制和解调部分的工作原理及电路说明。四、实验器材1、移动通信原理实验箱一台2、20M双踪示波器一台五、实验原理1、MSK调制原理MSK称为最小移频键控，是移频键控（FSK）的一种改进型。这里“最小”指的是能以最小的调制指数（即0.5）获得正交信号，它能比PSK传送更高的比特速率。二进制MSK信号的表达式可写为：——载波角频率

2、；——码元宽度；——第k个码元中的信息，其取值为±1；-26-移动通信原理实验指导书——第k个码元的相位常数，它在时间中保持不变；当＝＋1时，信号的频率为：＝＋当＝－1时，信号的频率为：＝－由此可得频率之差为：＝－＝那么MSK信号波形如图2.1-1所示：图2.1-1MSK信号波形为了保持相位的连续，在t=时间内应有下式成立：=＋（－）（）即：当＝时，=；当≠时，=±（）π；若令＝0，则＝0或±π，此式说明本比特内的相位常数不仅与本比特区间的输入有关，还与前一个比特区间内的输入及相位常数有关。=－令＝，－＝则：＝＋-26-移动通信原理实验指导书为了便于理解如图2.1-2所示：图2.1-2码元变

3、换及成形信号波形图根据上面描述可构成一种MSK调制器，其方框图如图2.1-3所示：图2.1-3MSK调制原理框图输入数据NRZ，然后通过CPLD电路实现差分编码及串/并转换，得到Ik、Qk两路数据。波形选择地址生成器是根据接受到的数据（Ik或Qk）输出波形选择的地址。EEPROM-26-移动通信原理实验指导书（各种波形数据存储在其中）根据CPLD输出的地址来输出相应的数据，然后通过D／A转换器得到我们需要的基带波形，最后通过乘法器调制，运放求和就得到了我们需要的MSK调制信号。MSK基带波形只有两种波形组成，见图2.1-4所示：图2.1-4MSK成形信号在MSK调制中，成形信号取出原理为：由

4、于成形信号只有两种波形选择，因此当前数据取出的成形信号只与它的前一位数据有关。如果当前数据与前一位数据相同，输出的成形信号就相反（如果前一数据对应波形1，那么当前数据对应波形2）；如果当前数据与前一位数据相反，输出的成形信号就相同（如果前一数据对应波形1，那么当前数据仍对应波形1）。2、MSK解调原理MSK信号的解调与FSK信号相似，可以采用相干解调，也可以采用非相干解调方式。本实验模块中采用一种相干解调的方式。已知：＝＋把该信号进行正交解调可得到：Ik路[＋]=++－+Qk路[＋]=++－+我们需要的是、两路信号，所以必须将其它频率成份、通过低通滤波器滤除掉，然后对、-26-移动通信原理实

5、验指导书采样即可还原成、两路信号。根据上面描述可构成一种MSK解调器，其方框图如图2.1-5所示：图2.1-5MSK解调原理框图将得到的MSK调制信号正交解调，通过低通滤波器得到基带成形信号，并对由此得到的基带信号的波形进行电平比较得到数据，再将此数据经过CPLD的数字处理，就可解调得到NRZ码。在实际系统中，相干载波是通过载波同步获取的，相干载波的频率和相位只有和调制端载波相同时，才能完成相干解调。由于载波同步不是本实验的研究内容，因此在本模块中的相干载波是直接从调制端引入，因此解调器中的载波与调制器中的载波同频同相。载波同步的实验可在本实验箱的CDMA系统中实现。六、实验步骤1、MSK调

6、制实验①将“调制类型选择”拨码开关拨为10000000、0001，则调制类型选择为MSK调制。说明1：为了能用示波器观察调制输出信号波形的相位关系，所以NRZ的码速率采用与载波相当的速率，由于本系统的载波频率为12KHz，所以做调制实验时选择NRZ码速率为12Kb/s②分别观察差分编码后的“／NRZ”处波形，并由此串并转换得到的“DI”、“DQ”两路数据波形。③分别观察“I路成形”信号波形、“Q路成形”信号波形、“I路调制”同相调制信号波形、“Q路调制”正交调制信号波形、“调制输出”波形。说明2：如果在步骤②、③中发现波形不正确，请按“调制复位”键后继续观察。④用示波器观察“I路成形”信号、

7、“Q路成形”信号的X-Y波形。说明3：此波形即为MSK调制的星座图。用示波器的双踪分别接“I路成形”和“Q路成形”，并选择示波器的“X-Y”模式。2、MSK解调实验-26-移动通信原理实验指导书①将“调制类型选择”拨码开关拨为10000000、0100，“解调类型选择”拨码开关拨为10000000、0100，则解调类型选择为MSK解调。说明4：为了能在解调端滤波时能得到与调制端成形信号一致的波形，须加大载波信