BPSK調(diào)制原理.doc

原理：2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化來(lái)表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為Dj，可定義一種數(shù)字信息與Dj之間的關(guān)系為則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對(duì)應(yīng)的2DPSK信號(hào)的載波相位關(guān)系如下表所示數(shù)字信息與Dj 之間的關(guān)系也可以定義為2DPSK信號(hào)調(diào)制過(guò)程波形如圖1所示。 1 0 0 1 0 1 1 0 2 圖1 2DPSK信號(hào)調(diào)制過(guò)程波形可以看出，2DPSK信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法可以采用：首先對(duì)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行差分編碼，將絕對(duì)碼表示二進(jìn)制信息變換為用相對(duì)碼表示二進(jìn)制信息，然后再進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相，從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相位鍵控信號(hào)。2DPSK信號(hào)調(diào)制器原理圖如圖2所示。圖2 2DPSK信號(hào)調(diào)制器原理圖QDCKan發(fā)送碼時(shí)鐘dn-1dn其中碼變換即差分編碼器如圖3所示。在差分編碼器中：an為二進(jìn)制絕對(duì)碼序列，dn為差分編碼序列。D觸發(fā)器用于將序列延遲一個(gè)碼元間隔，在SystemView中此延遲環(huán)節(jié)一般可不采用D觸發(fā)器，而是采用操作庫(kù)中的“延遲圖符塊”。圖3差分編碼器二進(jìn)制差分相位鍵控（2DPSK）的解調(diào)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）了解2DPSK系統(tǒng)解調(diào)的電路組成、工作原理和特點(diǎn)；（2）掌握2DPSK系統(tǒng)解調(diào)過(guò)程信號(hào)波形的特點(diǎn)；（3）熟悉系統(tǒng)中信號(hào)功率譜的特點(diǎn)。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：以2DPSK作為系統(tǒng)輸入信號(hào)，碼速率Rb10kbit/s。（1）采用相干解調(diào)法實(shí)現(xiàn)2DPSK的解調(diào)，分別觀察系統(tǒng)各點(diǎn)波形。（2）獲取主要信號(hào)的功率譜密度。3、實(shí)驗(yàn)原理：相干解調(diào)法：2DPSK信號(hào)可以采用相干解調(diào)方式(極性比較法)，對(duì)2DPSK信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對(duì)碼，再通過(guò)碼反變換器變換為絕對(duì)碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。解調(diào)器原理圖和解調(diào)過(guò)程各點(diǎn)時(shí)間波形如圖13(a)、(b)所示：圖13 2DPSK信號(hào)相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過(guò)程各點(diǎn)時(shí)間波形DQCK位同步時(shí)鐘dndn-1an其中碼反變換器即差分譯碼器組成如圖14所示。在差分譯碼器中：為差分編碼序列，為差分譯碼序列。D觸發(fā)器用于將序列延遲一個(gè)碼元間隔，在SystemView中此延遲環(huán)節(jié)一般可不使用D觸發(fā)器，而是使用操作庫(kù)中的“延遲圖符塊”。圖1 4 差分譯碼器 4、 系統(tǒng)組成、圖符塊參數(shù)設(shè)置及仿真結(jié)果：相干解調(diào)法：相干解調(diào)法的系統(tǒng)組成如圖16 所示。 圖 16 相干解調(diào)法的系統(tǒng)組成其中，圖符11為帶通濾波器，圖符13實(shí)現(xiàn)相干載波的提取，圖符12為乘法器，圖符15為低通濾波器，圖符16、17、18實(shí)現(xiàn)抽樣判決，圖符19、20實(shí)現(xiàn)差分解碼。圖符19輸出再生的絕對(duì)碼。圖符的參數(shù)設(shè)置如表3所示。表3：相干解調(diào)法圖符參數(shù)設(shè)置表編號(hào)庫(kù)/名稱(chēng)參 數(shù)11Operator: Linear SysButterworth Bandpass IIR3 Poles，Low Fc = 10e+3 Hz，Hi Fc = 30e+3 HzQuant Bits = None，Init Cndtn = Transient，DSP Mode Disabled，F(xiàn)PGA Aware = True，RTDA Aware = Full13Comm: CostasVCO Freq = 20e+3 Hz，VCO Phase = 0 degMod Gain = 1 Hz/v，Loop Fltr = 1 + 1/s + 1/s2Output 0 = Baseband InPhase ，Output 1 = Baseband Quadrature Output 2 = VCO InPhase ，Output 3 = VCO Quadrature t12 RTDA Aware = Full15Operator: Linear SysBessel Lowpass IIR3 Poles，F(xiàn)c = 8e+3 Hz，Quant Bits = None，Init Cndtn = TransientDSP Mode Disabled，F(xiàn)PGA Aware = True，RTDA Aware = Full16Operator: SamplerInterpolating ，Rate = 10e+3 Hz，Aperture = 0 sec，Aperture Jitter = 0 sec17Operator: HoldLast Value ，Gain = 1，Out Rate = 200e+3 Hz18Logic: BufferGate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，F(xiàn)all Time = 0 sec19Logic: XORGate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，F(xiàn)all Time = 0 sec20Operator: DelayNon-Interpolating，Delay = 100.e-6 sec，Output 0 = Delay t19 Output 1 = Delay - dT調(diào)制信號(hào)為PN序列，碼速率Rb10kbit/s；正弦載波的頻率為20k Hz。系統(tǒng)定時(shí)：起始時(shí)間0秒，終止時(shí)間1.95e-3秒，采樣點(diǎn)數(shù)500，采樣速率300e+3Hz，獲得的仿真波形如圖17所示。（a）二相相對(duì)調(diào)相（2DPSK）信號(hào)（b）帶通濾波器的輸出（c）提取的相干載波（d）乘法器的輸出（e）低通濾波器的輸出（f）解調(diào)輸出的相對(duì)碼（g）解調(diào)輸出的絕對(duì)碼圖17相干解調(diào)過(guò)程的仿真波形2DPSK系統(tǒng)輸入的PN序列和輸出PN序列的瀑布圖如圖18所示。圖18 2DPSK系統(tǒng)輸入的PN序列和輸出PN序列的瀑布圖眼圖如圖19所示。圖19 眼圖圖19的眼圖是沒(méi)有加噪聲情況下的仿真結(jié)果，眼圖張開(kāi)度較大，掃跡清晰。信噪比0dB時(shí)的眼圖信噪比5dB時(shí)的眼圖信噪比20dB時(shí)的眼圖信噪比30dB時(shí)的眼圖可以看出隨著信噪比的增加，眼圖質(zhì)量越來(lái)越好。5、主要信號(hào)的功率譜密度：2DPSK的譜如圖24所示。圖24 2DPSK的譜乘法器輸出信號(hào)的譜如圖25所示。圖25 乘法器輸出信號(hào)的譜輸出PN序列的基帶譜如圖26所示。圖26 輸出PN序列的基帶譜通過(guò)比較相干解調(diào)法和非相干解調(diào)法可以看出，相干解調(diào)法需要提取相干載波，還要進(jìn)行碼反變換，即將相對(duì)碼變換