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实验一 数字调制解调实验Ⅰ 学 院： 电信学院 姓 名： 组 员： 教 师： 一 实验任务 （1）完成一个LabVIEW程序，可将PN序列或文本作为信源并对其进行数字调制解调。 （2）按照相关功能完成subMOD、subPulseShaping、subMatchFilter、subDemod这四个子程序的设计。 （3）完成对信源的生成和调制方式的选择，并按照所选的调制方式对信源进行调制；对调制后的信号添加噪声之后对信号进行数字解调来恢复信源信息。对比解调后的数据和原始的信源数据，观察星座图并计算误码率。 二 理论分析 （1）BPSK调制解调原理 在PSK调制时，如果两个频率相同的载波同时开始，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，此时它们就处于“同相”状态；如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为“反相”。如果一个载波比另一个载波相差半个周期，就是指两个载波的相位相差180度，也就是反相。当传输数字信号时，“1”码控制发0度相位，“0”码控制发180度相位。? 由“0”和“1”表示的二进制调制信号通过电平转换后，变成由“–1”和“1”表示的双极性NRZ（不归零）信号，然后与载波相乘，即可形成2PSK信号。下面以2PSK为例来说明调制解调方法。 QPSK是四进制相移键控，利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息。调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11。然后用四种不同的载波相位即分别为45°，135°，225°，315°来表征它们。其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成的，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特。前一信息比特用a1表示，后一信息比特用a2表示，双比特码元a1a2中两个信息比特通常是按格雷码排列的。 双比特码元与载波相位的关系 双比特码元 载波相位 a2 方式 方式 0 0 0° 45° 0 1 90° 135° 1 1 180° 225° 1 0 270° 315° QPSK调制是将输入的串行二进制信息序列经串－并变换，变成m=log2M个并行数据流，每一路的数据率是R/m，R是串行输入码的数据率。I/Q信号发生器将每一个m比特的字节转换成一对（pn，qn）数字，分成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性二电平信号I(t)和Q(t)，然后对coswct和sinwct进行调制，相加后即得到QPSK信号。它可以看成是由两个2PSK调制器构成的。因此也有两种产生方法，调相法和相位选择法。 ? 而QPSK用两路正交的相干载波去解调，可以很容易地分离这两路正交的BPSK信号。相干解调后的两路并行码元a和b，经过并/串变换后，成为串行数据输出。 三 实验步骤 （1）subMOD子程序设计： 这个子程序的作用是实现BPSK或QPSK的基带调制，即将输入的信源比特序列映射到符号，输出复数的符号。 BPSK为例，BPSK一个位表示一个符号，即的符号有两可能的相位。在数学上，每比特调制信号表示为 (4.1) 式中，是基带调制的频率是b=0或1时的相位偏移。我们选择的两个相位分别是π/2π/2的话，可以将调制信号表示为 (4.2) 对应前面所说的将每一个bit映射成一个复数符号，可以很容易的看出BPSK的映射关系为信源映射成+i，信源映射成-i。 方式为QPSK时，与BPSK类似。QPSK是将信源的bit映射成一个符号，有四种可能的符号 由于子vi程序需要让QPSK和BPSK两种调制解调方式都同时支持，所以需要用到一种条件结构的程序结构，使用调制类型作为条件控制变量，分别在两种条件下进行编程，实现QPSK和BPSK的调制。根据其他子程序中的条件可以知道调制方式为0时是QPSK，为1时是BPSK。在参数设置方面，输入序列为subSource模块的输出，每个符号的采样率为8bit/s，完成PSK和符号之间的映射关系。 （2）subPulseShaping模块： 脉冲成型子程序主要是用来对符号数据进行上采样和脉冲成型，实现发端的脉冲成型滤波。我们设置上采样因数为8，将subAddControl的输出进行上采样；同时设置滤波参数为0.7，滤波长度为8，脉冲成型滤波器为低通滤波器，将这些参数输入，生成滤波器系数。得到子程序如下： （3）subMatchFilter模块： ： 子程序对接收符号的解映射即发送端subMOD逆过程。的输入是