北交大通原实验4-实验九BPSK传输系统-实验十二基带信号的频谱测试-实验十三-频带信号的频谱测试.docxVIP

通信原理试验

电子信息工程学院

学生：学号：

指导老师：王根英 日期：2014年12月23日 上课时间：星期二第5大节

试验九BPSK传输系统一、试验前的打算

(1)预习本试验的相关内容。

(2)熟识试验指导书附录B和附录C中试验箱面板分布及测试孔位置；定义本试验相关模块的跳线状态。

(3)试验前重点熟识的内容

i.了解软件无线电的基本概念；

ii.熟识软件无线电BPSK调制和解调原理；iii.明确波形成形的原理；

iv.明确载波提取原理；

v.明确位定时提取原理。

二、试验目的

(1)熟识软件无线电BPSK调制和解调原理；(2)驾驭BPSK调制产生、传输和解调过程；

(3)驾驭BPSK正交调制解调的基本原理和实现方法；

(4)了解数字基带波形时域形成的原理和方法；

(5)驾驭BPSK眼图的正确测量方法，能通过视察接收眼图推断信号的传输质量；(6)加深对BPSK调制、解调中现象和问题的理解；

(7)加深对载波提取和位同步提取概念的理解。三、试验仪器

(1)ZH5001A通信原理综合试验系统一台

(2)20MHz双踪示波器一台四、基本原理

(一)BPSK调制

二进制相移键控(BPSK)可以用幅度恒定，载波相位随着输入数字信号(1、0码)而改变的信号来表小，通常这两个相位相差180度。BPSK信号可表式为

s(t)=Acos(2πf+θ%)

其中

肯定码、BPSK已调信号、相对码、DPSK已调信号波形如图1所示。

调制电路原理框图如图2所示。输入数字信号首先进行差分编码，差分编码的主要作用是解决载波相位模糊带来的问题，然后进行成形滤波。成形滤波的作用是解决信号传输的码间串扰问题，这些都在FPGA模块完成。成形滤波后的数字信号分为完全相同的两路信号分别送到D/A转换器，将数字信号转变为模拟信号，然后经过低通滤波器，得到波形成形以后的数字信号。利用该信号分别对两个正交的载波进行二相调相，可以得到两个相互正交的而相调信任号，两个相互正交的二相调信任号相加得到的仍旧是一相

调信任号。

图1肯定码、BPSK已调信号、相对码、DPSK已调信号波形

D/A低通滤波

差分编码

成形滤波

sino?

cOsw?t

D/A低通滤波

图2BPSK调制电路原理框图

由于二进制数字信号干脆对载波信号进行调相，其相位存在180度跳变号，因此，信号所占据的带宽大，从而使这种调制方式在实际运用中会产生干扰，降低传输性能。在实际通信系统中，不采纳上述干脆用数字信号产生PSK信号的方法，而是要采纳波形成形技术，从而可以使发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，削减邻道干扰；在接收端采纳相同的滤波技术，对BPSK信号进行最佳接收；获得无码间串扰的信号传输。

在试验系统中，BPSK的调制工作过程如下。首先输入数据进行波形成形滤波，滤波后的信号分别送入I、Q两路支路。因为I、Q两路信号完全相同，载波是两个频率相同、相位相差90度相互正交的载波，所以经调制合路之后仍为BPSK信号。为了便于比较，现将采纳干脆数据调制与波形成形信号调制的BPSK波形均绘于图3。从图中可以清晰地看到两种信号的包络状况。干脆调制产生的BPSK信号无包络改变，成形调制产生的BPSK信号有着明显的包络变换，其包络就是波形成形的结果，防止码间串扰就体现在包络的改变上。

图3干脆数据调制与波形成形信号调制波形

(二)BPSK解调

接收的BPSK信号可以表示为

s(t)=Acos(2πfo+θ?)

BPSK解调电路框图如图4所示。由图可知，为了对接收信号进行正确的解调，首先经过中频放大，然后送到同相和正交两个支路。由于采纳的是同步解调，要求在接收机端得到载波的相位和频率信息，同时还要在正确时刻对信号进行判决。为了提高载波的质量，这里采纳锁相环来实现。

位定时

位定时

低通滤波

90度

2A

低通滤波

VCoPLL鉴相

匹配滤波

匹配滤波

样点抽取

样点抽取

再生

判决

中放

A/D

A/0

2A

图4BPSK解调方框图

BPSK的DSP解调方法A/D采样速率为4倍的码元速率，即