移动通信实验指导书解剖
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实验十二解扩实验一.实验目的:1、通过本实验掌握载波已调信号m序列解扩原理及方法,掌握解扩前后信号在时域及频域上的变化。
2、通过本实验掌握载波已调信号GOLD序列解扩原理及方法,掌握解扩前后信号在时域及频域上的变化。
二.实验内容:1、观察解扩时本地扩频码与扩频时扩频码的同步情况。
2、观察已调信号在解扩前后的频域变化。
三.基本原理:m序列解扩的是在接收到的RF信号上进行的,其实解扩的原理很简单,即用一个与发送端完全相同的m序列与接收到的信号直接相乘就可以完成信号的解扩,两个m序列的相位必须一致,即接收端产生的m序列必须进行捕获和跟踪,以使其速率和相位与发送端m序列保持一致。
四.实验原理:1、实验模块简介(1)CDMA发送模块:本模块的主要功能:产生PN31伪随机序列,将伪随机序列或外部输入的其它数字序列扩频,扩频增益为32,扩频后输出码速率为512kbps,可输出两条不同扩频码信号。
(2)CDMA接收模块:本模块的主要功能:完成10.7MHz射频信号的选频放大,当本地扩频码设置为与发送端扩频码相同时,可完成扩频码的捕获及跟踪,进而完成射频信号的解扩。
(3)IQ调制解调模块:本模块的主要功能:产生调制及解调用的正交载波;完成射频正交调制及小功率线性放大;完成射频信号正交解调。
2、扩频后的PSK已调信号分为三路送入CDMA接收模块中,分别与结婚搜模块中产生的m序列的超前、同相、滞后序列相乘。
在扩频码没有捕获到时,同相支路的捕获输出为低电平,扣码电路工作,每周期扣掉1/4个码元,使发送端和接收端的两个PN序列产生相对滑动,当滑动到两个序列的相位差小于一个码元时,电平,扣码电路停止工作,系统进入跟踪状态。
此时超前-滞后支路产生的复合相关特性出现,经低通滤波后控制VCO,使收发端PN序列完全同步,此后跟踪过程一直存在,维持PN序列的同步。
PN码同相支路的相乘信号经带通滤波后即为解扩后的信号。
该信号时一个基带信元的PSK调制信号,扩频码调制部分已经被去除。
移动通信原理实验指导书1.WALSH序列产生实验在伪随机序列产生中选择“3. WALSH序列产生”;(1)在测试点TP201测试输出的时钟;(2)分别在测试点TP202、TP203、TP204、TP205测试16位的WALSH 序列。
测量操作与测量结果:(1)CH1连接到TP201;CH2连接到TP202;(2)按下示波器的“AUTO”键;(3)分别将CH1和CH2的电压档设为“2.0V”,时间档设为“100us”;(4)将CH1向移动,CH2向下移动。
(5)按“RUN/STOP”键停止波形采样。
(6)和CH1始终波形对照,可以从CH2波形读取到16位WALSH码为:1111000011110000,如图1-3-TP202;图1-3-TP202(7)CH2连接到TP203,同样可以测得16位WALSH码为1010101010101010:如图1-3-TP203;图1-3-TP203(8)CH2连接到TP204,同样可以测得16位WALSH码为0000111100001111:如图1-3-TP204;图1-3-TP204(9)CH2连接到TP205,同样可以测得16位WALSH码为:1101001011010010,如图1-3-TP205;图1-3-TP2052.直扩编解码(DS)实验(1)通过键盘和液晶选择实验“1. 直扩编解码”;(2)从观测点TP201观测时钟信号;(3)从测试点TP202观测发送数据的波形;(4)从TP203观测扩频PN码的波形;(5)从TP204观测扩频后的数据波形;(6)从TP205观测解扩出来的数据;(7)从TP206观测解扩方的PN码。
测量操作与测量结果:(1)CH1连接到TP202;CH2连接到TP205;(2)按下示波器的“AUTO”键;(3)分别将CH1和CH2的电压档设为“2.0V”,时间档设为“500us”;(4)将CH1向移动,CH2向下移动。
(5)按“RUN/STOP”键停止波形采样。
实验要求1.每位学生必须按规定完成实验课,因故不能参加实验者,应课前向指导教师请假(必须经有关领导批准)。
对所缺实验要在期末考试规定时间内补齐,缺实验者不得参加期末考试。
2.每次实验课前,必须预习,弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程,及需记录的参数等,认真做好预习报告。
在实验前,指导教师要检查预习结果并就与本实验有关的内容进行提问。
对不写预习报告,又回答不出问题者,不准做实验。
3.每次实验课前,学生须提前5分钟进入实验室,找好座位,检查所需实验设备,做好实验前的准备工作。
4.做实验前,了解设备的原理和正确使用方法。
在没有弄懂仪器设备的使用方法前,不得贸然使用,否则因使用不当造成仪器设备损坏的,根据大连民族学院《仪器设备损坏丢失处理暂行办法》规定进行处理。
5.实验室内设备在实验过程中不准任意搬动和调换,非本次实验所用仪器设备,未经指导教师允许不得动用。
6.要求每位学生在实验过程中,要具有严谨的学习态度、认真、踏实、一丝不苟的科学作风。
坚持每次实验都要亲自动手,不可“坐车”,实验小组内要轮流操作和记录等工作,无特殊原因,中途不得退出实验,否则本次实验无效。
7.实验中若接线、改接、拆线都必须在切断电源的情况下进行(包括安全电压),线路连接完毕再送电。
实验中,特别是设备刚投入运行时,要随时注意仪器设备的运行情况,如发现有超量程、过热、异味、冒烟、火花等,应立即断电,并请指导老师检查、处理。
8.实验过程中,如出现事故,就马上拉开电源开关,然后找指导教师和实验技术人员,如实反映事故情况,并分析原因和处理事故。
如有损坏仪表和设备时,应马上提出,按有关规定处理。
9.每次实验结束,指导教师要对实验数据和结果进行验收,要经检查并签字,在教师确认正确无误后,学生方可拆线。
整理好实验台和周围卫生,填写实验登记簿后方可离开。
10.实验课后,每位学生必须按实验指导书的要求,独立完成实验报告,不得抄袭。
11.实验成绩由实验操作和实验报告组成。
移动通信实验指导书王明志主编信息学院前言移动通信是上一世纪末三大新兴通信技术(移动通信、光纤通信、卫星通信)之一。
它使人类实现了随时随地快速可靠地进行各种信息的交换。
移动通信集各种通信最新技术之大成,是一种较为理想的通信方式。
针对不断发展的新技术,高等院校通信专业的课程设置也在不断更新,实验手段也在不断发展。
我们针对移动通信实验课与移动通信技术、设备现状,设计了相关实验,编写了这套教材。
本教材是根据多年从事移动通信教学和工程实验,并在考了国内外有关文献和资料的基础上编写而成。
移动通信网络是一个非常庞大、复杂的网络,涉及当今通信领域的方方面面。
为了让高等院校通信专业的学生对移动通信技术有一个全面的了解,“移动通信课程”的开设适应了这一形势的要求。
另一方面,在让学生对移动通信系统有一个较全面了解的同时,对其中关键技术的学习或深入地掌握是必要的。
对于这一部分知识点的学习,一方面可以通过理论课堂的学习获得,另一方面可以通信实验的环境进行加强。
ZH7005B多体制移动通信实验平台为学生们了解当今移动通信技术的发展提供了一个良好的实验平台。
在多体制移动通信实验平台中,设计了一个通用的信道硬件平台,它能支持多种模式的移动通信网络。
对目前常见的移动通信技术的关键部分“空中接口技术”,学生能有一个全面的了解:1.最小频移键控(MSK)2.高斯最小频移键控(GMSK)3.π/4差分四相相移键控(π/4DQPSK)4.CDMA/DS码分多址通信技术5.CDMA/DS-IS95码分多址通信技术6.跳频通信技术目录实验一QPSK传输系统实验实验二OQPSK传输系统实验实验三传输系统实验实验四MSK传输系统实验实验五GMSK传输系统实验实验六16QAM传输系统实验实验七64QAM传输系统实验实验八CDMA传输系统实验附录HDB3测试码序列的改进在ZH5001通信原理实验系统中,设计了一个通用的信道硬件平台,在该实验平台上除了完成以前几章的实验外,还能完成以下实验:1.振幅调制传输系统实验AM2.单边带调制SSB3.抑制载波的双边带调制DSB4.频率调制FM5.四相相移键控QPSK6.四相交错相移键控OQPSK7.最小频移键控MSK8.高斯最小频移键控GMSK9.π/4差分四相相移键控π/4DQPSK10.16QAM传输系统16QAM11.64QAM传输系统64QAM以上实验采用数字信号处理DSP技术+PFGA技术实现,其具有较完善的测试接口:通过这些测试接口,可以对每一种调制解调方式有一个全面的了解。
实验三、复合地址码扩频调制及PN码解扩一、实验目的1、掌握发端复合地址码扩频调制及收端PN码解扩的基本原理。
2、掌握扩频调制及解扩的实现过程。
二、实验条件1、示波器2、移动通信实验箱三、实验原理发端BS1导频信道扩频基带信号PIL=PN1(t) (5-1)同步信道扩频基带信号SYss=SYfr⊕W8⊕PN1 (5-2)用户1由信道地址码W i单独扩频的扩频基带信号D1w=D l xs⊕W i (5-3)用户1由信道地址码W i及基站地址码PN1复合扩频的扩频基带信号D l ss=D l w⊕PN1=D l xs⊕W i⊕PN1 (5-4)则BS1总的扩频基带信号Dss=PIL+SYss+D l ss+…经BPSK调制后输出BPSK1=Dss·cosωIF t=PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D1ss·cosωIF t+… (5-5)接收端收到的中频信号f IF-RX也可用式(3-11-5)表示,则由模拟乘法器M5构成的PN码解扩器输出f IF-des=f IF-RX·PN1(t)=(PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D l ss·cosωIF t+…)·PN1(t)将式(5-1)、式(5-2)及式(5-4)代入上式,并用到⊕与乘法器等效的关系,得f IF-des=PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ;导频信道+SYfr·W8·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ;同步信道+D l xs·Wi·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t;用户1业务信道+…将PN1(t)·PN1(t)=+1·+1/-1·-1=1代入上式得f IF-des=cosωIF t ;导频信道+SYfr·W8·cosωIF t ;同步信道+D l xs·W i·cosωIF t;用户1业务信道(5-6)四、实验内容与要求(一)扩频调制测量步骤1、实验箱设置:插上BS1、BS2及MS天线。
移动通信实验指导书实验名称:移动通信实验实验目的:1. 了解移动通信的基本原理。
2. 熟悉GSM数字通信系统中的各种信令及其格式。
3. 利用实验平台,验证GSM数字通信系统中的一些基本功能,包括呼叫建立、清除和短信发送等。
实验原理:移动通信是指在无线电通信网络中,基站与终端设备之间通过无线电信道进行通信的一种方式。
移动通信系统的基本原理是将要发送的信息通过数字信号转换器转换成二进制数字序列,将之编码压缩后以射频信号的形式通过无线电信道传输给接收端,接收端进行解码反演后还原信息。
GSM数字通信系统为TDMA(Time Division Multiple Access,时分多址)技术,即将时间分成一段段时隙,不同用户在不同的时隙内完成其数据传输,这样就能使多个用户通过同一信道进行通信。
实验器材:1. 移动通信实验平台(包括手机终端、基站、通信网络等)。
2. 示波器、信号源、信号分析仪等通信测试仪器。
实验步骤:实验一:呼叫建立1. 打开手机终端,输入要拨打的电话号码,按下打电话键。
2. 接通后,在手机终端上观察呼叫建立过程中各个信令的显示及时序。
3. 在基站端,用信号源产生合适的射频信号,与手机终端建立呼叫通道,并用信号分析仪进行信号测试。
实验二:呼叫清除1. 在呼叫建立状态下,按下挂机键,结束通话。
2. 在手机终端上观察呼叫清除过程中各个信令的显示及时序。
3. 在基站端,观察呼叫清除过程中各个信令的显示及时序。
实验三:短信发送1. 打开手机终端,输入要发送的短信内容,按下发送键。
2. 在手机终端上观察短信发送过程中各个信令的显示及时序。
3. 在基站端,观察短信发送过程中各个信令的显示及时序。
实验四:TDMA时隙1. 在呼叫建立状态下,观察手机终端在时隙中的数据传输情况。
2. 使用示波器观察基站端产生的TDMA时隙信号,并进行相关分析。
注意事项:1. 操作时应仔细查看手机终端自带的操作手册,确保正确使用。
移动通信实习指导书一、实习目的1.理论与实际相结合,通过实习全面了解移动通信设备的组成,巩固和扩大所学知识,为以后走向工作岗位良好基础;2.熟悉移动通信系列设备的构成、性能、作用及运行情况;3.通过现场现场实习实训,了解移动通信设备的基本组成,掌握移动通信设备的操作与维护技能;4.了解移动通信设备和通信网的组成管理与发展趋势。
三、实习的主要内容和实习指导1、移动通信核心侧设备①认识华为WCDMA 3G移动核心侧设备MSoftX3000、UMG8900、HLR9820、SGSN9810、GGSN9811等设备的外观及结构,了解其型号、参数、性能指标和运行情况;②认识移动核心侧设备的基本组成,认识WCDMA核心网网元设备及各个单板的认识,加深理解移动核心侧设备在整个通信网中的地位;③学习交换机的基本操作过程和常规维护管理;④在教师指导下,完成诸如MSOFTX3000数据配置、HLR数据配置和UMG8900数据配置等等多项实训子项目。
⑤先听指导老师讲述硬件结构和操作方法,然后在操作终端上进行脱机操作,符合基本要求后,再轮换进行联机操作,观察和分析操作结果。
⑥实习前和实习期间,重点参考网络教学平台上的教学课件2、移动通信无线侧设备①认认识华为WCDMA 3G移动通信无线侧设备DBS3900、BSC6810等系列设备的外观及结构,了解相关设备的型号、参数、性能指标和运行情况;②认识华为DBS3900、BSC6810等设备内各单板的位置和作用,加深理解移动无线侧设备在整个通信网中的地位;③在教师指导下,完成诸如BSC6810全局设备配置调试、BSC6810接口调试和DBS3900基站维护操作等实训子项目。
④先听指导老师讲述硬件结构和操作方法,然后在操作终端上进行脱机操作,符合基本要求后,再轮换进行联机操作,观察和分析操作结果。
⑤实习前和实习期间,重点参考网络教学平台上的教学课件三、实习方式集中式:本实习以长沙理工大学现代通信实验室为生产实习场地。
目录前言 (1)实验一移动通信系统组成及功能 (2)实验二无线数字信令 (9)实验三信令系统 (18)实验四多信道共用、空闲信道选取方式 (25)实验五FH-CDMA(跳频码分多址)移动通信 (29)实验六DS-CDMA(直扩码分多址)移动通信 (36)实验七TDMA(时分多址)移动通信 (47)实验八DS/FH(直扩加跳频)混合多址移动通信 (49)实验九TD/FH(时分加跳频)混合多址移动通信 (51)实验十TD / DS(时分加直扩)混合多址移动通信 (53)实验十一接收机与噪声 (55)实验十二发射机 (66)实验十三双工器 (71)实验十四锁相频率合成器 (75)实验十五组网干扰 (92)附录L 表1 中国CTL 无绳电话技术标准 (102)附录2 双路无线综合测试仪原理及使用方法 (106)前言《移动通信》是通信电子专业的一门专业课程,是一门综合性较强的专业基础课。
是低频电路、高频电路、信号系统、工程数学等在通信中的综合运用,是学习通信电子专业必不可少的一门重要专业课。
实验环节的好坏是学生能否学好《移动通信》的关键。
为了更好地配合学生实验,特编写试验指导书。
本实验的基本要求:一、实验目的更好的理解通信原理的基本思想和方法,加深对所学知识的理解。
二、实验要求每次实验前学生必须根据试验内容认真预习实验内容及准备实验时所要用到的知识。
在指导教师的帮助下能够完成实验内容,得出正确的实验结果。
实验结束后总结实验内容,书写实验报告。
遵守实验室规章制度,不缺席,按时到达实验室。
实验学时内必须做通信原理的有关内容。
三、说明1、本指导书的所有实验可以根据实际需要选择。
2、移动通信是一门非常重要的基础课,要求实验前预习。
四、实验报告的书写要求1. 明确实验的目的及要求;2. 记录实验的基本要求和观察的结果;3. 说明实验中出现的问题和解决过程;4. 写出实验的体会和实验过程中没能解决的问题;五、参考书目⑴《移动通信原理与应用》,啜钢,北京邮电出版社,2002年10月第1版(2)《移动通信原理》,吴伟陵,电子工业出版社,2005年11月第1 版实验一移动通信系统组成及功能一、实验目的1 .了解移动通信系统的组成。
移动通信实验⼿册(使⽤超级终端)移动通信实验⼿册第⼀章实验箱各模块连接图GSM 收发模块⼩系统实现框图及实物连接图如下:图1-1 GSM 收发模块⼩系统实现框图图1-2 GSM 收发模块⼩系统实物连接图表1:M401 与M402 连接:SP12 和SP03再短接第⼆章实验操作步骤⼀、上电操作步骤:z将GSM 天线接好。
z J11 位置插⼊SIM 卡(SIM 卡只识别32K 的,64K 不能识别)。
z将12V 电源适配器接上电源转接头后,插在J02(+12V)位置上。
z上电后,检查模块指⽰灯闪烁的是否正常。
z M401 为:⾯板上指⽰灯2、3、4 常亮,指⽰灯1 当模块检测到信号时为亮⼀下,灭4 秒左右,以此循环。
当模块未检测到信号时为1 秒的交替闪烁。
z M402 为:⾯板上指⽰灯1 常亮,指⽰灯2、3、4 灭,模块上的信号显⽰部分L05 亮为正常。
z将RS232 串⼝连接线插⼊M401 的串⼝调试电路的DB9 座,开始进⾏AT 命令的操作。
2、GSM 收发操作(⼀)AT 命令上微机的超级终端设置:1、单击“开始”菜单——选择“程序”——选择“附件”——选择“通讯”选择“超级终端”,如下图:图2-1 新建超级终端连接在名称栏输⼊连接的名称,可任意输⼊,输⼊完毕单击“确认”键进⼊下⼀步设置。
2、端⼝的选择,如下图:默认选择COM1 ⼝,单击“确认”键后进⼊下⼀步设置。
3、端⼝设置,如下图:点击“还原为默认值”后,如下图:单击“确定”键进⼊下⼀步操作(红⾊圆圈内为修改的内容)。
4、属性设置,单击“⽂件”—选“属性”—选“设置”—单击“ASCII 码设置”键,把以换⾏符作为发送⾏末尾、本地回显键⼊的字符、以换⾏符加到⾏末尾选上后,单击“确定”键后,返回上⼀层菜单再单击“确定”键后结束设置,如下图:注意:如果出现重复显⽰输⼊的字符,请将“本地回显键⼊的字符”取消。
(⼆)AT 命令操作⽰例:计算机和GSM实验箱的连接1、模块M401 ⾯板上的⼯作状态指⽰灯信号2 常亮,信号1 指⽰灯指⽰正常后(说明M401 已检测到GSM 信号),在超级终端中键⼊“AT”,如果回显OK 则证明计算机与SIM300C 的连接已经建⽴,如下图:2、AT 命令控制测试实验(常⽤AT 命令参见AT 命令⼿册)2.1查询接收信号强度1 发送的AT 命令:AT+CSQ2 返回消息:+CSQ:,OK前⼀个参数代表接收信号强度指⽰,后⼀个参数表⽰⽹络的误码率,其取值规则如下::0--113 dBm or less1--111 dBm2…30 --109...-53 dBm31--51 dBm or greater99--not known or not detectable(in percent):0…7 --as RXQUAL values in the table in GSM 05.08 [20] subclause 8.2.499 --not known or not detectable Reference GSM 07.07 [13] Note 3.2.382.2 ⽤AT命令实现语⾳呼叫功能例:呼叫10086ATD10086;(回车)OK可能的回应有:a. OK(呼叫成功)b. BUSY(被叫忙)c. NO ANSWER(对⽅未回答)拿起话柄可以听到语⾳,按提⽰输⼊:AT+VTS=1AT+VTS=1AT+VTS=1AT+VTS=# //发送拨号⾳(DTMF)序列111#查询相关信息ATH //挂断电话有电话呼⼊时,输⼊ATA接听。
移动通信实验指导书王明志主编信息学院前言移动通信是上一世纪末三大新兴通信技术(移动通信、光纤通信、卫星通信)之一。
它使人类实现了随时随地快速可靠地进行各种信息的交换。
移动通信集各种通信最新技术之大成,是一种较为理想的通信方式。
针对不断发展的新技术,高等院校通信专业的课程设置也在不断更新,实验手段也在不断发展。
我们针对移动通信实验课与移动通信技术、设备现状,设计了相关实验,编写了这套教材。
本教材是根据多年从事移动通信教学和工程实验,并在考了国内外有关文献和资料的基础上编写而成。
移动通信网络是一个非常庞大、复杂的网络,涉及当今通信领域的方方面面。
为了让高等院校通信专业的学生对移动通信技术有一个全面的了解,“移动通信课程”的开设适应了这一形势的要求。
另一方面,在让学生对移动通信系统有一个较全面了解的同时,对其中关键技术的学习或深入地掌握是必要的。
对于这一部分知识点的学习,一方面可以通过理论课堂的学习获得,另一方面可以通信实验的环境进行加强。
ZH7005B多体制移动通信实验平台为学生们了解当今移动通信技术的发展提供了一个良好的实验平台。
在多体制移动通信实验平台中,设计了一个通用的信道硬件平台,它能支持多种模式的移动通信网络。
对目前常见的移动通信技术的关键部分“空中接口技术”,学生能有一个全面的了解:1.最小频移键控(MSK)2.高斯最小频移键控(GMSK)3.π/4差分四相相移键控(π/4DQPSK)4.CDMA/DS码分多址通信技术5.CDMA/DS-IS95码分多址通信技术6.跳频通信技术目录实验一QPSK传输系统实验实验二OQPSK传输系统实验实验三/4DQPSK传输系统实验实验四MSK传输系统实验实验五GMSK传输系统实验实验六16QAM传输系统实验实验七64QAM传输系统实验实验八CDMA传输系统实验附录HDB3测试码序列的改进在ZH5001通信原理实验系统中,设计了一个通用的信道硬件平台,在该实验平台上除了完成以前几章的实验外,还能完成以下实验:1.振幅调制传输系统实验AM2.单边带调制SSB3.抑制载波的双边带调制DSB4.频率调制FM5.四相相移键控QPSK6.四相交错相移键控OQPSK7.最小频移键控MSK8.高斯最小频移键控GMSK9.π/4差分四相相移键控π/4DQPSK10.16QAM传输系统16QAM11.64QAM传输系统64QAM以上实验采用数字信号处理DSP技术+PFGA技术实现,其具有较完善的测试接口:通过这些测试接口,可以对每一种调制解调方式有一个全面的了解。
在通信原理综合实验系统中,各模块的功能实现,需初始化不同的FPGA程序与数字信号处理DSP程序,并对它们进行一定的管理。
这些都是通过操作界面,让学生进行选择、控制。
在系统加电之后,系统按照上次关机前选择的模式进行初始化,在这期间DSP+FPGA 模块中的初始化灯(DV01)熄灭。
当初始化完成之后,初始化灯亮。
在这之后大约经过5秒钟之后,完成相应模式参数的设置。
在这过程中,液晶显示器一直显示以下内容:完成初始化与参数设定后,液晶显示:之后,将等待学生的输入,学生必须按下箭头键(除复位键外,其它键将不起作用),将进入前一次学生选择的界面。
学生通过上、下箭头键进行下列菜单的选择:菜单1:菜单2:菜单3:菜单4:菜单5:菜单6:菜单7:菜单8:菜单9:菜单10:菜单11:菜单12:菜单13:菜单14:菜单15:菜单16:菜单17:菜单18:菜单19:菜单20:菜单21:菜单22:菜单23:菜单24:通过上下箭头,学生可以在菜单1到菜单24之间移动,对已选择的模式或参数的菜单打勾,否则显示小手。
如要选择某一种模式,当移至该菜单时按确认键即可。
如果对已选择的模式打勾为阴影,则说明该实验箱不支持该种模式。
如确需此功能,需进行功能升级。
当学生可在菜单2到菜单4、菜单16到菜单23任一菜单上进行确认时,系统对学生选择的模式进行初始化,在这期间左边的初始化灯(DV01)熄灭。
当初始化完成之后,初始化灯亮。
在这之后大约经过5秒钟,完成相应模式参数的设置,并且在该菜单上打勾。
菜单2-4是调制方式选择;菜单6-11是输入数据选择;菜单13是一个复选菜单:第一次确认选择,第二次按确认则取消该参数的设置;菜单14-15是语音编码方式选择。
实验一QPSK传输系统实验一、实验目的1、了解QPSK调制的基本工作原理;2、掌握QPSK发送眼图的观察;二、预备知识1、数字信号传输的工作方式与基本工作过程;2、Q PSK的基本工作原理;3、N yquist成形滤波;4、软件无线电的基本概念;三、实验仪器1、Z H5001A通信原理实验系统一台;2、20MHz示波器一台;四、实验原理QPSK是在一个调制符号中传输两个比特,其比BPSK的带宽效率高两倍。
载波的相位为四个间隔相等的值13574444ππππ、、、,每一个相位值对应于唯一的一对消息,如下图所示。
QPSK的星座图QPSK 信号一般可表示为:3,2,1,0)22cos(2)(=+=i i t f T E t S c s S ππ其中:T s 为符号持续时间,等于两个比特周期。
使用三角恒等变换,上式在0≤t ≤T s 可重写为:)2sin(2sin 2)2cos(2cos 23,2,1,0)22cos(2)(i t f T E i t f T E i i t f T E t S c s S c s S c s S ππππππ-==+=因而,在等效基带信号中,QPSK 可以表示成I 、Q 两路信号,其分别为:)2cos()(i t I π=)2sin()(i t Q π=对QPSK 信号的调制过程如下:输入比特流a (t )分为两路比特流I (t )、Q (t )(同相和正交流),每个的比特率为R s = R b /2。
比特流I (t )叫做“偶流”,Q (t )叫做“奇流”。
两个二进制序列分别用两个正交的载波进行调制,Q 支路的载波相位较I 支路的相位滞后900。
两个已调信号每一个都可以看作是一个BPSK 信号(只不过对它们的调制载波存在限制),对它们相加产生一个QPSK 信号。
与BPSK 一样,每一支路在进行调制之前一般要进行Nyquist 成形滤波使QPSK 信号的功率谱限制在分配的带宽内。
这样可以防止信号能量泄漏到相邻的信道,还能去除在调制过程中产生的带外杂散信号。
同时还必需保证不产生码间串扰。
在一般通信系统中,脉冲成形在基带进行。
对QPSK 的成形滤波一般也是在基带采用查表法实现,具体的实现方法与过程见BPSK 调制实验一节,这儿不再叙述。
对QPSK 调制与解调框图如下:9五、实验步骤1、准备:首先通过菜单将“通信原理综合实验系统”调制方式设置成“QPSK传输系统”模式;用示波器测量TPMZ07测试点的信号,如果有脉冲波形,说明实验系统已正常工作;如果没有脉冲波形,则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。
2、Q PSK调制基带信号眼图观测(1)通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式(未打勾),此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。
以时钟(TPMZ07)作同步,观测发送信号眼图(TPi03)的波形。
成型滤波器使用升余弦响应,ɑ=0.4。
判断信号观察的效果。
(2)通过菜单选择激活“匹配滤波”方式(打勾),此时系统构成收发匹配滤波最佳接收机,重复上述实验步骤。
仔细观察和区别与上述两种方式下发送信号眼图(TPi03)的波形。
注:当通过选择菜单激活“匹配滤波”方式时,表示系统按匹配滤波最佳接收机组成,即发射机端和接收机端采用同样的开根号升余弦响应滤波器。
当未激活“匹配滤波”方式时,系统为非匹配最佳接收机,整个滤波器滚降特性全部放在发射机端完成,但信道成型滤波器特性不变。
思考:怎样的系统才是最佳的?3、I路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号观察(1)测量I支路(TPi03)和Q支路信号(TPi04)李沙育(x-y)波形时,应将示波器设置在(x-y)方式,可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图,其相位矢量图应为13574444ππππ、、、四种相位。
(2)通过菜单选择“匹配滤波”方式设置,重复上述实验步骤。
仔细观察和区别两种方式下矢量图信号。
思考:什么样的相位轨迹说明调制之后信号包络的起伏度。
4、Q PSK调制信号包络观察:QPSK调制为非恒包络调制,调制载波信号包络具有明显的过零点。
通过本测量让学生熟悉QPSK调制信号的包落特征。
5、Q PSK调制信号频谱测量此项测量视学校仪表情况而定,无频谱仪可不测量。
测量时,用一条中频电缆将频谱仪连结接到调制器的KO02端口。
调整频谱仪中心频率为1.024MHz,扫描频率为10KHz/DIV,分辨率带宽为1~10KHz 左右,调整频率仪输入信号衰减器和扫描时间为合适位置。
观测QPSK信号频谱,测量调制频谱占用带宽、电平等,记录实际测量结果,画下测量波形。
6、解调器失锁时的眼图信号观测(1)准备:用中频电缆连结KO02和JL02,建立中频自环(自发自收)。
(2)将跳线开关KL01设置在2_3位置(开环),使收发端的频差可以通过电位器WL01进行调整。
(3)通过调整电位器WL01增加收发频差。
(4)用时钟信号TPMZ07作同步,观测失锁时的解调器眼图信号TPJ05,熟悉QPSK调制器失锁时的眼图信号(未张开)。
观测失锁时正交支路解调器眼图信号TPJ06波形。
注意:将示波器时基从正常位置调整2~5ms/DIV对比观测。
7、在大频差情况下,接收端I路和Q路解调信号的相平面(矢量图)波形观察(1)通过调整电位器WL01增加收发频差。
(2)测量I支路(TPJ05)和Q支路信号(TPJ06)李沙育(x-y)波形时,应将示波器设置在(x-y)方式,可从相平面上观察TPJ05和TPJ06的合成矢量图。
在收发频偏较大时为什么观察不到QPSK的星座图。
8、调整减小收发频差观察解调器接收端I路和Q路的相平面(矢量图)波形观察(1)通过调整电位器WL01减小收发频差调整电位器WL01(改变接收本地载频——即改变收发频差),同时观察发端载波TPK06与接收端本地载波TPLZ04,使两点TPK06、TPLZ04波形达到相干。
(2)观测接收端失锁时I路和Q路的合成矢量图。
掌握解调器时I路和Q路解调信号的相平面(矢量图)波形的变化,分析测量结果。
通过该实验说明载波恢复在通信中的重要性。
9、接收端解调器眼图信号观测(1)通过调整电位器WL01减小收发频差:调整电位器WL01(改变接收本地载频——即改变收发频差),同时观察发端载波TPK06与接收端本地载波TPLZ04,使两点TPK06、TPLZ04波形达到相干。
(2)低通滤波之前QPSK解调测量:观察QPSK解调基带信号测试点TPJ01的波形,观测时仍用时钟TPMZ07(TPN02)作同步进行观察。