BPSK调制原理
- 格式：pdf
- 大小：293.78 KB
- 文档页数：8
BPSK调制原理
原理：2DPSK ⽅式是⽤前后相邻码元的载波相对相位变化来表⽰数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为??，可定义⼀种数字信息与??之间的关系为
则⼀组⼆进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所⽰
数字信息与?? 之间的关系也可以定义为2DPSK 信号调制过程波形如图1所⽰。
图1 2DPSK 信号调制过程波形
可以看出，2DPSK 信号的实现⽅法可以采⽤：⾸先对⼆进制数字基带信号进⾏差分编码，将绝对码表⽰⼆进制信息变换为⽤相对码表⽰⼆进制信息，然后再进⾏绝对调相，从⽽产⽣⼆进制差分相位键控信号。2DPSK 信号调制器原理图如图2所⽰。0,01φπ??=?
表⽰数字信息“”，表⽰数字信息“”
()(
)1 1 0 1 0 0 1 10
2DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0
ππππππ
ππππ⼆进制数字信息：信号相位：或0,10φπ??=?
表⽰数字信息“”
，表⽰数字信息“”
绝对码
相对码
载波DP SK 信号10
1100101 0 0 1 0 1 1 0 2开关电路
图2 2DPSK 信号调制器原理图
其中码变换即差分编码器如图3所⽰。在差分编码器中：{a n }为⼆进制绝对码序列，{d n }为差分编码序列。D 触发器⽤于将序列延迟⼀个码元间隔，在SystemView 中此延迟环节⼀般可不采⽤D 触发器，⽽是采⽤操作库中的“延迟图符块”。
⼆进制差分相位键控（2DPSK ）的解调1、实验⽬的：
（1）了解2DPSK 系统解调的电路组成、⼯作原理和特点； （2）掌握2DPSK 系统解调过程信号波形的特点； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。2、实验内容：
以2DPSK 作为系统输⼊信号，码速率Rb ＝10kbit/s 。
（1）采⽤相⼲解调法实现2DPSK 的解调，分别观察系统各点波形。 （2）获取主要信号的功率谱密度。3、实验原理：
相⼲解调法：2DPSK 信号可以采⽤相⼲解调⽅式(极性⽐较法)，对2DPSK 信号进⾏相⼲解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从⽽恢复出发送的⼆进制数字
图3差分编码器
信息。解调器原理图和解调过程各点时间波形如图13(a)、(b)所⽰：
其中码反变换器即差分译码器组成如图14所⽰。在差分译码器中：{?nd }为差分编码序列，{?n a
}为差分译码序列。D 触发器⽤于将序列延迟⼀个码元间隔，在SystemView 中此延迟环节⼀般可不使⽤D 触发器，⽽是使⽤操作库中的“延迟图符块”。
4、 系统组成、图符块参数设置及仿真结果：
相⼲解调法：
相⼲解调法的系统组成如图16 所⽰。(a )
ab
c
d
e f
(b )e 1011
000
a
b
c d
e f
(b )e 2DPSK (t )a c d e f 101100
0图13 2DPSK 信号相⼲解调器原理图和解调过程各点时间波形
图1 4 差分译码器
图16 相⼲解调法的系统组成
其中，图符11为带通滤波器，图符13实现相⼲载波的提取，图符12为乘法器，图符15为低通滤波器，图符16、17、18实现抽样判决，图符19、20实现差分解码。图符19输出再⽣的绝对码。图符的参数设置如表3所⽰。
编号库/名称参数11 Operator: Linear Sys
Butterworth Bandpass IIR 3 Poles，Low Fc = 10e+3 Hz，Hi Fc = 30e+3 Hz Quant Bits = None，Init Cndtn = Transient，DSPMode Disabled，FPGA Aware = True，RTDA Aware = Full
13 Comm: Costas VCO Freq = 20e+3 Hz，VCO Phase = 0 deg
Mod Gain = 1 Hz/v，Loop Fltr = 1 + 1/s + 1/s^2
Output 0 = Baseband InPhase ，
Output 1 = Baseband Quadrature
Output 2 = VCO InPhase ，Output 3 = VCO Quadrature t12
RTDA Aware = Full
15 Operator: Linear Sys
Bessel Lowpass IIR 3 Poles，Fc = 8e+3 Hz，Quant Bits = None，Init Cndtn = Transient DSP Mode Disabled，FPGA Aware= True，RTDA Aware = Full
16 Operator: Sampler Interpolating ，Rate = 10e+3 Hz，Aperture = 0 sec，Aperture Jitter = 0 sec
17 Operator: Hold Last Value ，Gain = 1，Out Rate = 200e+3 Hz
18 Logic: Buffer Gate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 vFalse Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec
19 Logic: XOR Gate Delay = 0 sec，Threshold = 0 v，True Output = 1 v
False Output = -1 v，Rise Time = 0 sec，Fall Time = 0 sec
20 Operator: Delay Non-Interpolating，Delay = 100.e-6 sec，Output 0 = Delay t19
Output 1 = Delay - dT
调制信号为PN序列，码速率Rb＝10kbit/s；正弦载波的频率为20k Hz。
系统定时：起始时间0秒，终⽌时间1.95e-3秒，采样点数500，采样速率300e+3Hz，
获得的仿真波形如图17所⽰。
（a）⼆相相对调相（2DPSK）信号
（b）带通滤波器的输出
（c）提取的相⼲载波
（d）乘法器的输出（e）低通滤波器的输出
（f）解调输出的相对码
（g）解调输出的绝对码
图17相⼲解调过程的仿真波形2DPSK系统输⼊的PN序列和输出PN序列的瀑布图如图18所⽰。
图18 2DPSK系统输⼊的PN序列和输出PN序列的瀑布图
眼图如图19所⽰。
图19 眼图
图19的眼图是没有加噪声情况下的仿真结果，眼图张开度较⼤，扫迹清晰。
信噪⽐0dB时的眼图
信噪⽐5dB时的眼图
信噪⽐20dB时的眼图
信噪⽐30dB时的眼图可以看出随着信噪⽐的增加，眼图质量越来越好。5、主要信号的功率谱密度：
2DPSK的谱如图24所⽰。
图24 2DPSK的谱
乘法器输出信号的谱如图25所⽰。
图25 乘法器输出信号的谱输出PN序列的基带谱如图26所⽰。
图26 输出PN序列的基带谱
通过⽐较相⼲解调法和⾮相⼲解调法可以看出，相⼲解调法需要提取相⼲载波，还要进⾏码反变换，即将相对码变换为绝对码；⽽⾮相⼲解调法不需要提取相⼲载波，也不需要进⾏码反变换。6、低通滤波器的单位冲击相应及幅频特性曲线：低通滤波器的单位冲击相应
低通滤波器的幅频特性曲线7、思考题：（1）在相⼲解调法中，采⽤其它⽅法提取相⼲载波，试仿真之。（2）与相⼲解调法相⽐，差分相⼲解调法有哪些优势？
