实验四 4
πDQPSK 调制解调实验
一． 实验目的
1. 掌握4π-DQPSK 调制解调原理。
2. 理解4
π
-DQPSK 的优缺点。
二． 实验内容
1、观察4π-DQPSK 调制过程各信号波形。
2、观察4
π
-DQPSK 解调过程各信号波形。
三． 预备知识
1、4π-DQPSK 调制解调的基本原理。
2、4
π
-DQPSK 调制解调模块的工作原理及电路说明。
四． 实验器材
1、移动通信原理试验箱 一台
2、60M 双踪数字示波器 一台
五．实验原理
1．π/4-DQPSK 调制原理
π/4-DQPSK 是对QPSK 信号特性的进行改进的一种调制方式。改进之一是将QPSK 的最大相位跳变±π，降为±3π/4，从而改善了π/4-DQPSK 的频谱特性，改进之二是解调方式，QPSK 只能用于相干解调，而π/4-DQPSK 既可以用相干解调也可以采用非相干解调。π/4-DQPSK 已用于美国的IS-136 数字蜂窝系统，本
的（个人）数字蜂窝系统（PDC ）和美国的个人接入通信系统（PACS ）。
设π/4－DQPSK 信号为：)cos()(k c k t w t S ϕ+=式中，k ϕ为( k - 1)Ts ≤t ≤kTs 之间的附加相位。上式可展开成： k c k c k t w t w t s ϕϕsin sin cos cos )(-=当前码元的附加相位jk 是前一码元附加相位jk -1与当前码元相位跳变量D jk 之和， 即：k k k ϕϕϕ∆+=-1
k k k k k k k k U ϕϕϕϕϕϕϕ∆∆-∆=∆+==--sin sin cos cos )cos(cos 11 ϕϕϕϕϕϕϕ∆+∆=∆+==---sin cos cos sin )sin(sin 111k k k k k V
其中，1111sin ,cos ----==k k k k V U ϕϕ，上面两式可改写为：
k k k k k V U U ϕϕ∆-∆=--sin cos 11 k k k k k U V V ϕϕ∆+∆=--sin cos 11
这是π/4-DQPSK 的一个基本关系式。它表明了前一码元两正交信号1,1--k k V U 与当前
码元两正交信号k k V U ,之间的关系。它取决于当前码元的相位跳变量k ϕ∆，而当前码元的相位跳变量k ϕ∆则又取决于相位编码器的输入码组k k Q I ,，它们的关系如表6-1所规定。
表 6-1 π/4-DQPSK 的相位跳变规则 6-1 π/4-DQPSK 的相位关系 上述规则决定了在码元转换时刻的相位跳变量只有±π/4和±3π/4四种取值。π/4-DQPSK 的相位关系如图6-1所示，从图中可以看出信号相位跳变必定在图中的“。”组和“×”组之间跳变。即在相邻码元，仅会出现从“。”组到“×”组相位点（或“×组”到“。”组）的跳变，而不会在同组内跳变。同时也可以看到，Uk 和Vk 只可能有0，±1/ 2，±1五种取值，分别对应于图6-1中八个相位点的坐标值。
由上面描述可得π/4-DQPSK 的原理框图如图6-2所示，输入数据经串/并转换之后得到两路序列K K Q I , ，然后通过相位差分编码、基带成形，得到成形波形k U 、k V ，最后再分别进行正交调制合成，就得到了π/4-DQPSK 信号。
图6-2 π/4-DQPSK 调制实验原理框图
2．π/4-DQPSK 解调原理
π/4-DQPSK 解调采用相干解调的方法，其实验原理框图如图6-3 所示。
图6-3 π/4-QPSK 解调实验原理框图
（＋1，0）
（0，＋1）
（－1，0）
（0，－1）
）
，＋（2/22/2-）
，＋（＋2/22/2）
，－（＋2/22/2）
，－（－2/22/2k
U k
V
串/并
转换
波形选择地址
生成器
C o s
ωc t
S i n ω
c t
π/4-D Q P S K 信号
波形选择地址
生成器
E E P R O M
E E P R O M
D /A 转换器
乘法器
乘法器
加法器（运放）
D /A 转换器
C P L
D C L K
B S
N R Z
时序电路低通滤波器
时序电路
低通滤波器
I k
Q
k
N R Z
U K
V K
相位差分
编码
乘法器乘法器时序电路
低通滤波器
低通滤波器
电平
比较器
电平比较器抽样判决抽样判决数据还原
数据还原
时序电路
并/串转换
Sin ωct
Cos ω
ct
NRZ
CPLD
CLK
BS
相位差分译码
I k Q
k
π/4-D Q P S K 信号
由于k U 和k V 分别有0，±1/ 2 ，±1 五种取值，因此在它们的基带信号中就有五种电平，则同前面的双电平比较不同，这里采用四电平比较器，然后将比较后的数据进行相位差分译码就可还原成K K Q I ,，最后在通过并串转换就得到NRZ 码。 六、实验步骤 1．4
π
-DQPSK 调制实验
(1）将“调制类型选择”拨码开关拨为00000010、0001，则调制类型选择为4
π
-QPSK 调制。
(2） 分别观察并说明一个周期数据波形的“NRZ ”与“DI ”码、“NRZ ”与“DQ ”码串并转换情况。
图1 ch1为NRZ 码 ch2为DI 图2 ch1为NRZ ，ch2为DQ 图形分析：
（3）双踪观察并分析说明“DI ”与“I 路成形”信号波形、“DQ ”与“Q 路成形”信号波形。
图3 ch1为DI ，ch2为I 路成形 图4 ch1为DQ ，ch2为Q 路成形 图形分析:
