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信息工程学院实验报告

实验课名称通信原理实验实验内容BPSK传输系统实验成绩

班级、专业姓名学号组别

实验日期2022年10月26日实验时间18:30—21：30指导教师合作者

一、实验目的

1、掌握BPSK调制和解调的基本原理；

2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路；

3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念；

4、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；

5、熟悉BPSK调制载波包落的变化；

6、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；了解BPSK/DBPSK在噪声下的基本性能。

二、实验仪器

1、JH5001通信原理综合实验系统

2、20MHz双踪示波器

3、JH9001型误码测试仪(或者GZ9001型)

二、实验原理和电路说明

一台

一台

一台

(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：

S(t)=2Ebcos(2f+9)

Tcc

b

其中

(00

9=〈

c1800

一个数据码流直接调制后的信号如图3.2.1所示：

m=0

m=1

图3.2.1数据码流直接调制后的BPSK信号

采用二进制码流直接载波信号进行调相，信号占居带宽大。上面这种调制方式在实际运用中会产生以下三方

面的问题：

1、浪费珍贵的频带资源；

2、会产生邻道干扰，对系统的通信性能产生影响，在挪移无线系统中,要求在相邻信道内的带外幅射普通应比带内的信号功率谱要低40dB到80dB；

3、如果该信号经过带宽受限信道会产生码间串扰(ISI)，影响本身通信信道的性能。

在实际通信系统中，通常采用Nyquist波形成形技术，它具有以下三方面的优点：

1、发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，减少邻道干扰；

2、在接收端采用相同的滤波技术，对BPSK信号进行最佳接收；

3、获得无码间串扰的信号传输；

升余弦滤波器的传递函数为：

H(f)=〈[1+cos(S)1

H(f)=〈[1+cos(S)

RC|22a

|l0

0共|f|共(1-a)/2TS

(1-a)/2T|f|(1+a)/2T

SS

|f|(1+a)/2T

S

其中，α是滚降因子，取值范围为0到1。普通α=0.25~1时，随着α的增加，相邻符号间隔内的时间旁瓣

减小，这意味着增加α可以减小位定时颤动的敏感度，但增加了占用的带宽。对于矩形脉冲BPSK信号能量的90%

在大约1.6R的带宽内，而对于α=0.5的升余统滤波器，所有能量则在1.5R的带宽内。

bb

升余弦滚降传递函数可以通过在发射机和接收机使用同样的滤波器来实现，其频响为开根号升余弦响应。根

据最佳接收原理，这种响应特性的分配提供了最佳接收方案。

升余弦滤波器在频域上是有限的，那它在时域上的响应将是无限的，其是一个非因果冲激响应。为了在实际

系统上可实现，普通将升余弦冲激响应进行截短，并进行时延使其成为因果响应。截短长度普通从中央最大点处

向两边延长4个码元。由截短的升余响应而成形的调制基带信号，其频谱普通能很好地满足实际系统的使用要求。

为实现滤波器的响应，脉冲成形滤波器可以在基带实现，也可以设置在发射机的输出端。普通说来，在基带

上脉冲成形滤波器用DSP或者FPGA来实现，每一个码元普通需采样4个样点，并考虑当前输出基带信号的样点值

与8个