移动通信实验报告总

1、物理与电子信息工程学院实验报告册姓 名 学 号 班 级 12通信 课程名称 移动通信 指导教师 朱志亮 第 2014 / 2015 学年第 2 学期实验报告格式要求一、实验报告内容包括： （1）实验名称。 （2）实验目的。 （3）实验仪器及编号。写明仪器名称、型号、编号。 （4）实验原理。简单叙述有关实验原理（包括电路图或光路图或实验装置示意图）及测量中依据的的公式，式中各量的物理含义及单位，公式成立所应满足的实验条件等。 （5）实验内容及步骤。根据实验内容及实际的实验过程写明关键步骤和安全注意要点。 （6）实验观测记录。记录原始测量数据、图形等有关原始量，形式上要求整齐规范。 （7）数据处理

2、结果。根据实验要求，采用合适的方法进行数据处理，误差分析，最后写出实际结果。 （8）小结或讨论。内容不限。可以是实验中的现象分析，对实验关键问题的体会，实验的收获和建议，也可解答思考题。二、书写次序 （1）到（5）是进行实验预习时就应该完成的。（6）在实验中完成。做完实验后再在预习报告基础上完成（7）（8）两项。 完成一个实验，就是一次最基本的科研训练，从预习到写出一个实验报告，每一步都有极其丰富的学习内容，要积极思考，认真对待。实验（一） 移动信道传播特性实验日期 2015/4/9 同组者姓名 一、实验目的1、了解白噪声,慢衰落产生原因。2、了解白噪声,慢衰落对信号的干扰。二、实验仪器1 、

3、主板模块 一块2、 移动通信信道模块 一块3、 60M 数字存储示波器 一台 三、实验原理移动信道属于无线信道，它既不同于传统的固定式有线信道，也与一般具有可移动功能的无线接入的无线信道有所区别。它是移动的动态信道。在移动通信中，严重影响移动通信性能的主要噪声与干扰大致可分为 3 类：加性正态白噪声、多径干扰和多址干扰。加性是指噪声与信号之间的关系服从叠加原理的线性关系，正态则是指噪声分布遵从正态（高斯）分布，而白则是指频谱是平坦的，仅含有这类噪声的信道一般文献上称为 AWGN信道。这类噪声是最基本的噪声，非移动信道所特有，一般简称这类噪声为白噪声。这类噪声以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表，

4、其特点是，无论在时域内还是在频域内它们总是普遍存在和不可避免的。热噪声是在电阻一类导体中自由电子的布朗运动引起的噪声。导体中的每一个自由电子由于其热能而运动。电子运动的途径，由于和其他粒子碰撞，是随机的和曲折的，即呈现布朗运动。所有电子运动的总结果形成通过导体的电流。电流的方向是随机的，因而其平均值为零。然而，电子的这种随机运动还会产生一个交流电流成分。这个交流成分称为热噪声。根据热噪声的物理性质不难看出，它是服从高斯分布的，因为它满足中心极限定理的条件。而且，分析和测量都表明，在从直流到微波（ 1013Hz的频率范围内，电阻或导体的热噪声具有均匀的功率谱密度 2kTG，其中 k 为玻耳兹曼常

5、数（ k 1.3805×10-23J/K）， T 为热噪声源的绝对温度， G为电阻 R 的电导。散弹噪声是由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起的。散弹噪声的物理性质可由平行板二极管的热阴极电子发射来说明。在给定的温度下，二极管热阴极每秒发射的电子平均数目是常数，不过电子发射的实际数目随时间是变化的和不能预测的。这就是说，如果我们将时间轴分为许多等间隔的小区间，则每一小区间内电子发射数目不是常量而是随机变量。因此，发射电子所形成的电流并不是固定不变的，而是在一个平均值上起伏变化。总电流实际上是许多单个电子单独作用的总结果。由于从阴极发射的每一个电子可认为是独立出现的，且观察

6、表明，每 1 安培多平均电流相当于在 1 秒钟内通过约 6×1018 个电子，所以总电流便是相当多的独立小电流之和。于是，根据中心极限定理可知，总电流是一个高斯随机过程。也就是说散弹噪声是一个高斯随机过程。宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。它在整个空间的分布是不均匀的，最强的来自银河系的中部，其强度与季节、频率等因素有关。实测表明，在 20300MHz 的频率范围内，它的强度与频率的三次方成反比。因而，当工作频率低于 300MHz 时就要考虑到它的影响。实践证明宇宙噪声也是服从高斯分布律的，在一般的工作频率范围内，它也具有平坦的功率谱密度。从通信系统来看，白噪声是最基本的噪声

7、来源。但是从调制信道的角度来看，到达或集中于解调器输入端的噪声并不是上述白噪声本身，而却是它的某种变换方式通常是一种带通型噪声。这是因为，在到达解调器之前，起伏噪声通常要经过接收转换器，而接收转换器主要作用之一是滤出有用信号和部分的滤除噪声，因此，它可等效为一个带通滤波器。它的输出噪声是带通型噪声。由于这种噪声通常满足“窄带”的定义，故常称它为窄带噪声。又考虑到带通滤波器常常是一种线性网络，其输入端的噪声是高斯白噪声。因此，它的输出窄带噪声应是窄带高斯噪声。设带通型噪声的功率谱密度Pn()如图 20-1 所示，它可以由高斯白噪声通过一个带通滤波器而得到。假设在 0 及-0 处分别有最大值 Pn

8、(0)及最小值 Pn(-0)，则该噪声带宽 Bn 被定义为Bn 已表示在图 20-1 中。它的意义是明显的，即表征图中虚线下的面积等于功率谱密度曲线下的面积。可见，对于带宽为 Bn 的窄带高斯噪声，可以认为它的功率谱密度 Pn()在带宽 Bn 内是平坦的。2、实验框图及说明主板调制模块输出的 10.7M 已调信号，送入移动通信信道模块，首先进行降频处理，将频率降为 1.5M，主要目的是为了 A/D 采样及数字处理方便。 1.5M 信号经信号处理电路处理以适合 A/D 采样。在 FPGA 时序电路的控制下， A/D 芯片将模拟信号转换为数字处理送入FPGA 中进行处理。FPGA 中有四个独立的处

9、理模块，分别是模拟信号采样控制及信号通道、白噪声产生、慢衰信号产生及信号多径时延模块。根据使用者选择的不同输出不同的信号。当选择白噪声信道， FPGA 输出两路数字信号，一路是原信号、一路是白噪声信号，经D/A 转换后变为两路模拟信号。两路信号可以分别进行幅度调节，以满足实验需求。两路信号经加法器相加后成为白噪声干扰信号，送入混频电路，将频率变回为 10.7M送出，完成白噪声干扰的模拟。四、实验内容及步骤1、将移动通信信道模块小心的固定在主机箱上，确保插座接触正确。2、模块之间的连线及设置（ 1）短路块连接调制模块 J202 中间及下面的插针，短路块连接 J204。短路块连接解调模块 JP30

10、2 中间及右边的插针。（ 2）主板调制模块 SW201 和解调模块的 SW301 全拨为零。（ 3）用二号线连接主板信号源模块 T101 和调制模块的 T206。（ 4）射频线连接主板调制模块 Z201 和移动通信信道模块 J01。（ 5）射频线连接主板调制模块 Z202 和解调模块 Z301 。（ 6）射频线连接主板解调 Z302 和移动通信信道模块 J02。3、主板信号源模块的“NRZ RATE SETTING”设置为 128 分频，即 SW104、 SW105 拨为“00000001， 00101000”，码速率为 12KHz。输出信码任意选择，即可按“WAVE”键选择 NRZ 码、 P

11、N31 码或 PN511 码，当选择 NRZ 码时， “NRZ SETTING”任意设置。4、移动通信信道模块 SW01 拨为“1000”，选择白噪声信道。5、示波器测移动通信信道模块“AD”点，调节 W01，使 AD 点信号峰峰值为 2V 左右。6、示波器测移动通信信道模块 CH1-1 处的原始信号，调节 W02 电位器可改变信号幅度。7、示波器测移动通信信道模块 CH2-1 处的白噪声信号，调节 W03 电位器可改变噪声信号幅度。8、将移动通信信道模块 W03 电位器顺时针旋转到底， W02 电位顺时针旋转到底，示波器测解调模块上的 T306 波形（若波形反相，按解调模块复位键），此时信号

12、无噪声干扰。T306，观察噪声对信号的影响。10、示波器测解调模块上的 T303，调节判决电平 P301，观察在加入噪声前后，判决输出的情况。可以观察到在没有噪声时，调节 P301 ，输出只有两种情况：一种是判决电平处于 T306 处信号电平之外的，判决输出为零或高电平；一种是判决电平处于信号电平区间，正确判决信号。加入噪声后，调节 P301，会有多种输出情况：当判决电平大于信号和噪声叠加的电平时，判决输出为零；当数字信号被噪声淹没时（即数字信号电平<噪声电平），判决不出正确的信号；当数字信号电平>噪声电平时，判决电平处于“干净”的电平。5、 慢衰落实验步骤3、 主板信号源模块的“

13、NRZ RATE SETTING”设置为 128 分频，即 SW104、 SW105 拨为“00000001， 00101000”，码速率为 12KHz。输出信码任意选择，即可按“WAVE”键选择 NRZ 码、 PN31 码或 PN511 码，当选择 NRZ 码时， “NRZ SETTING”任意设置。4、移动通信信道模块 SW01 拨为“0100”，选择慢衰信道。5、 示波器测移动通信信道模块“AD”测试点， 调节 W01， 使 AD 点信号峰峰值为 2V 左右。6、示波器测移动通信信道模块“ CH1-1”处的慢衰落干扰信号，调节 W02 电位器可改变信号幅度。7、示波器测移动通信信道模块“

14、 OUT”测试点，此时信号仍为慢衰落干扰信号。8、示波器测主板解调模块 T306 与信号源模块的原基带信号 T101 ，对比两个信号的变化。五、观测记录原始信号白噪声信号慢衰落信号六、数据处理七、小结或讨论指导师（签名） 实验报告成绩 批改日期 实验（二）QPSK调制与解调实验实验日期 2015/4/23 同组者姓名 一、实验目的1、了解多进制数字调制与解调的概念。2、掌握 QPSK 调制的原理及实现方法。3、掌握 QPSK 解调的原理及实现方法。二、实验仪器1 、主板模块 一块2、 20M 双踪示波器 一台 三、实验原理1、 QPSK 调制QPSK（ Quadrature Phase Shi

15、ft Keying，正交相移键控）又叫四相绝对相移调制，利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，故每个四进制码元又被称为双比特码元。我们把组成双比特码元的前一信息比特用 a 代表，后一信息比特用 b 代表。双比特码元中两个信息比特 ab 通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表2-1 所示，矢量关系如图 2-1 所示。图 2-1（ a）表示 A 方式时 QPSK 信号的矢量图，图 2-1（ b）表示 B 方式时QPSK 信号的矢量图。由下图可知， QPSK 信号的相位在（ 0°， 360°）内等间隔地取四种可能相位。由于正弦和余弦函数的

16、互补特性，对应于载波相位的四种取值，比如在 A 方式中为 0°、 90°、 180°、 270°，则其成形波形幅度有三种取值，即±1、 0；比如在 B 方式中为 45°、 135°、 2250、 315°，则其成形波形幅度有两种取值，即± 2 / 2 。QPSK 信号地产生方法与 2PSK 信号一样，也可分为调相法和相位选择法。实验中用调相法产生 QPSK 调制信号的原理框图如下图 2-2 所示。下面以 B 方式的 QPSK 调制为例，讲述 QPSK 信号相位的合成原理。上图中，输入的二进制序列，即信号源

17、模块提供的 12K NRZ 码，先经串 /并转换分为两路并行数据 DI 和 DQ。DI、 DQ 信号分别通过波形选择地址生成器，生成对应的波形选择地址，该地址再送入外部的 EEPROM 中通过寻址得对应的波形数据的点，波形数据点再经 D/A 转换器生成双极性序列 I 路成形和 Q 路成形。I 路成形和 Q 路成形信号分别与同相载波及其正交载波乘法器相乘进行二相调制，得到 I路调制和 Q 路调制信号。将两路调制信号叠加，即 I 路调制与 Q 路调制信号加法器相加，得 QPSK 调制信号输出。QPSK 信号相位编码逻辑关系如下表 2-2同理，根据 A 方式 QPSK 信号的矢量图，有相位编码逻辑关

18、系表 2-3 如下所示。上表中， “无”表示乘法器相乘后无载波输出。另外，因为 Q 路与 I 路是正交的，所以 Q路的 0°相位相当于合成相位的 90°， Q 路的 180°相位相当于合成相位的 270°。2、 QPSK 解调由于 QPSK 可以看作是两个正交 2PSK 信号的叠加， 故它可以采用与 2PSK 信号类似的解调方法进行解调，即由两个 2PSK 信号相干解调器构成，其原理框图如图 2-3 所示。上图中， QPSK 调制信号与输入的两路正交的相干载波 SIN 和 COS 分别乘法器相乘，得I 路解调和 Q 路解调信号。两路解调信号分别经双二阶低

19、通滤波器得 I 路滤波和 Q 路滤波信号。两路滤波信号分别经电压比较器与不同的直流电平比较，比较结果分别送入 CPLD 中抽样判决再数据还原，得 DI 和 DQ 信号。DI 和 DQ 信号最后并/串转换，恢复成串行数据输出。 四、实验内容及步骤5、 1、信号源模块设置：“NRZ RATE SETTING”拨码开关设置为 128 分频，即拨为 00000001 00101000。按“WAVE”键选择 NRZ， 24 位“NRZ SETTING”拨码开关任意设置。2、实验连线及设置如下：信号源模块 调制模块（二号台阶线）T101T202短路块连接调制模块 J202、 J203 上面及中间的插针，短

20、路块连接 J204、 J205。3、插上电源线，打开主机箱的交流开关，再分别按下调制、解调模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，模块均开始工作。4、 A 方式 QPSK 调制（ 1）调制模块的 SW201 拨为“00100000”即选择 A 方式的 QPSK 调制。（ 2）示波器观测 T208“DI”和 T209“DQ”测试点码型，应为 NRZ 码串 /并转换的结果。（ 3）示波器观测 T212“I 路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形，应符合表 2-3 中 DI、DQ 码型与 I 路成形、 Q 路成形电平之间的逻辑转换关系。若不符，尝试按调制模块的“RESET”键。（ 4）示波器调

21、到“XY”档，通道 1、 2 分别接 T212 与 T213 测试点，两通道设置相同“V/格”（例如均为 500mv/格），再调整 CH1 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH1垂直位置 0.00divs；调整 CH2 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH2 垂直位置0.00divs。观测 A 方式 QPSK 星座图。（ 5）示波器观测 T217“调制输出 ”测试点波形，用频谱仪观测该信号频谱（可用数字示波器上 FFT 功能替代观测）。5、 A 方式 QPSK 解调（ 1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：调制模块 解调模块（射频线）Z201Z302Z202Z301短路块连接 JP3

22、02 中间及右边的插针。（ 2）解调模块的 SW301 拨为“00100000”，即选择 A 方式 QPSK 解调。（ 3）示波器观测 T306“I 路滤波”和 T307“Q 路滤波”测试点波形，对比调制模块 T212“I路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形。（若一致说明解调正确，若不一致可能是载波相位不对，按解调模块“RESET”键复位或是重新开关该模块电源复位。）（ 5）示波器观测 T308“DI”和 T309“DQ”测试点码型， 对比调制模块 T208“DI”和 T209“DQ”测试点码型。（注意解调出的信码与输入的信码存在延迟。）（ 7）改变信号源模块 NRZ 码的码型，重复上

23、述实验步骤。6、 B 方式 QPSK 调制与解调（ 1）调制模块 SW201 拨为“00010000”，解调模块的 SW301 拨为“00010000”，即选择 B方式 QPSK 调制与解调。（ 2）信号源模块设置和连线不变。（ 3）重复上述实验步骤，完成 B 方式 QPSK 调制与解调，并观测 B 方式 QPSK 星座图。五、观测记录1、A方式QPSK调制（1）调制模块的SW201拨为“00100000”即选择A方式的QPSK调制。（2）示波器观测T208“DI”和T209“DQ”测试点码型，应为NRZ码串/并转换的结果。DI、DQ有两种情况，一种是DI取NRZ码的奇数位，DQ取偶数位；另一

24、种是DI取偶数位，DQ取奇数位。按调制模块的RESET键切换。下图为NRZ码为“1000000001100000011100000”，码速率为12KHZ时DI（CH1）和DQ（CH2）的波形。（3）示波器观测T212“I路成形”（CH1）和T213“Q路成形”（CH2）波形 ，成形信号不唯一。 （4）为了更好的观察星座图，将输入信号改为PN31，即按信号源模块的“WAVE”键切换到PN31即可。下图为PN31的A方式QPSK调制星座图。2、A方式QPSK解调（1）示波器观测T306“I路滤波”和T307“Q路滤波”测试点波形，对比调制模块T212“I路成形”和T213“Q路成形”测试点波形。

25、I路滤波（CH1）与I路成形（CH2） Q路滤波（CH1）与Q路成形（CH2）（2）示波器观测T308“DI”和T309“DQ”测试点码型，对比调制模块T208“DI”和T209“DQ”测试点码型。 T308（CH1）与T208（CH2） T309（CH1）与T209（CH2）（3）示波器观测T303“解调输出”测试点码型，应与信号源模块T101的码型一致。（注意解调出的信码与输入的信码存在延迟。）T303（CH1）与T101（CH2）六、数据处理设置的信号是24位，I,Q路信号分别是信号的奇偶位，两两组合，满足原则，观察示波器中的波形是否符合要求。经发现有少量误码判断。原因可能是判决电路的误

26、判；信号源经过信道后加上噪声波形发生显著变化。七、小结或讨论实验（三） OQPSK 调制与解调实验实验日期 2015/4/29 同组者姓名 一、实验目的1、掌握 OQPSK 调制的原理及实现方法。2、掌握 OQPSK 解调的原理及实现方法。二、实验仪器1 、主板模块 一块2、 20M 双踪示波器 一台三、实验原理在 QPSK 体制中，它的相邻码元最大相位差达到 180°。由于这样的相位突变在频带受限的系统中会引起信号包络的很大起伏，这是我们不希望的。所以为了减小此相位突变，将两个正交分量的两个比特 DI 和 DQ 在时间上错开半个码元，使之不可能同时改变。这样安排后相邻码元相位差的最

27、大值仅为 90°，从而减小了信号振幅的起伏。这种体制称为偏移四相相移键控（ Offset QPSK， OQPSK）。下图 3-1 分别是 B 方式的 QPSK 及 OQPSK 调制的星座图和相位转移图所示。四、实验内容及步骤1、 信号源模块设置：“NRZ RATE SETTING”拨码开关设置为 128 分频，即拨为 00000001 00101000。按“WAVE”键选择 NRZ， 24 位“NRZ SETTING”拨码开关任意设置。2、 实验连线及设置如下：信号源模块 调制模块（二号台阶线）T101T202短路块连接调制模块 J202、 J203 上面及中间的插针，短路块连接 J

28、204、 J205。3、插上电源线，打开主机箱的交流开关，再分别按下调制、解调模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，模块均开始工作。4、 A 方式 OQPSK 调制（ 1）调制模块的 SW201 拨为“00001000”即选择 A 方式的 OQPSK 调制。（ 2）示波器观测 T208“DI”和 T209“DQ”测试点码型，应为 NRZ 码串 /并转换的结果，且在时间上错开了半个码元。（ 3）示波器观测 T212“I 路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形，应符合表 2-3 中 DI、DQ 码型与 I 路成形、 Q 路成形电平之间的逻辑转换关系。若不符，尝试按调制模块的“RESET”键

29、。（ 4）示波器调到“XY”档，通道 1、 2 分别接 T212 与 T213 测试点，两通道设置相同“V/格”（例如均为 500mv/格），再调整 CH1 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH1垂直位置 0.00divs；调整 CH2 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH2 垂直位0.00divs。观测 A 方式 OQPSK 星座图（ 5）示波器观测 T217“调制输出 ”测试点波形，用频谱仪观测该信号频谱（可用数字示波器上 FFT 功能替代观测）。5、 A 方式 OQPSK 解调（ 1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：调制模块 解调模块（射频线）Z201Z302Z202Z301

30、短路块连接 JP302 中间及右边的插针。（ 2）解调模块的 SW301 拨为“00001000”，即选择 A 方式 OQPSK 解调。（ 3）示波器观测 T306“I 路滤波”和 T307“Q 路滤波”测试点波形，对比调制模块 T212“I路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形。（若一致说明解调正确，若不一致可能是载波相位不对，按解调模块“RESET”键复位或是重新开关该模块电源复位。）（ 4）示波器观测 T308“DI”和 T309“DQ”测试点码型，并对比调制模块 T208“DI”和T209“DQ”测试点码型。（ 5）示波器观测 T303“解调输出”测试点码型，应与信号源模块 T1

31、01 的码型一致。 （注意解调出的信码与输入的信码存在延迟。 ）（ 6）改变信号源模块 NRZ 码的码型，重复上述实验步骤。6、 B 方式 OQPSK 调制与解调（ 1）调制模块 SW201 拨为“00000100”，解调模块的 SW301 拨为“00000100”，即选择 B方式 OQPSK 调制与解调。信号源模块设置和连线不变。（ 2）完成B 方式 OQPSK 调制与解调，并观测 B 方式 OQPSK 星座图。五、观测记录1、A方式OQPSK调制（1）示波器观测T208“DI”和T209“DQ”测试点码型，应为NRZ码串/并转换的结果，且在时间上错开了半个码元。NRZ设置为“1000000

32、01100000011100000”时的DI（CH1）和DQ（CH2）（2）T212“I路成形”（CH1）和T213“Q路成形”（CH2）波形， 成形信号不唯一。（3）示波器调到“XY”档，通道1、2分别接T212与T213测试点，两通道水平轴幅值档拨为相同的“V/格”，观测A方式OQPSK星座图。PN31码OQPSK调制星座图2、A方式OQPSK解调（1）示波器观测T306“I路滤波”和T307“Q路滤波”测试点波形，对比调制模块T212“I路成形”和T213“Q路成形”测试点波形。I路滤波（CH1）与I路成形（CH2） Q路滤波（CH1）与Q路成形（CH2）（2）示波器观测T308“DI”

33、和T309“DQ”测试点码型，对比调制模块T208“DI”和T209“DQ”测试点码型。T308（CH1）与T208（CH2） T309（CH1）与T209（CH2）T308（CH1）与T309（CH2）（3）示波器观测T303“解调输出”（CH1），应与信号源模块T101（CH2）。（注意解调出的信码与输入的信码存在延迟。）3、B方式OQPSK调制与解调（1）PN31码OQPSK调制星座图六、数据处理七、小结或讨论实验（四）/4-DQPSK 调制与解调实验实验日期 2015/5/14 同组者姓名 一、实验目的1、掌握 /4-DQPSK 调制的原理及实现方法。2、掌握 /4-DQPSK 解调的

34、原理及实现方法。二、实验仪器1 、主板模块 一块2、 移动通信信道模块 一块三、实验原理1、 /4-DQPSK 调制/4-DQPSK 是对 QPSK 信号特性的一种改进调制方式： 改进之一是将 QPSK 的最大相位跳变± 降为±3/4，从而改善了 /4-DQPSK 的频谱特性；改进之二是在解调方式上， QPSK只能用相干解调，而 /4-DQPSK 既可以用相干解调也可以采用非相干解调。/4-DQPSK 的相位关系如下图 4-1 所示。从图中可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“

35、×组”到“。 ”组相位点）的跳变，而不会在同组内跳变。/4 DQPSK 调制中，将输入的二进制序列先经串 /并转换分为两路并行数据 DI 和 DQ输出，再对双比特码进行码变换，其后的调制过程与 QPSK 调制原理框图类似，如下图 4-2所示。/4-DQPSK 码变换的过程如下：（ 1）串 /并转换NRZ 码经串 /并转换得 DI 和 DQ 两路并行数据。（ 2）相位编码将 DI、 DQ 两路并行数据转为三位相位编码数据。11001010110010110111（ 3）差分变换将三位相位编码数据并行送入超前进位集成 4 位加法器 74283 中，进行差分变换，得三位并行编码 C1C2C

36、3。（ 4）对应成形三位并行编码 C1C2C3 与成形信号的对应关系如下： 以信号源模块 NRZ 码码型设置为 11000000 11100000 11111000 为例， /4DQPSK 调制各测试点信号列表 4-1 如下。2、 /4 DQPSK 解调/4-DQPSK 解调原理同 QPSK 类似，只是多一码反变换还原的过程，如下图 4-3 所示。由于成形信号与滤波信号均有 0， ±1 / 2 ， ±1 五种逻辑电平值，故在解调还原时采用四电平的比较器来电压判决。四、实验内容及步骤1、 信号源模块设置：“NRZ RATE SETTING”拨码开关设置为 128 分频，即拨为

37、 00000001 00101000。按“WAVE”键选择 NRZ， 24 位“NRZ SETTING”拨码开关任意设置。2、实验连线及设置如下：信号源模块 调制模块（二号台阶线）T101T202短路块连接调制模块 J202、 J203 上面及中间的插针，短路块连接 J204、 J205。3、插上电源线，打开主机箱的交流开关，再分别按下调制、解调模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，模块均开始工作。 （注意：在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）4、 /4-DQPSK 调制（ 1）调制模块的 SW201 拨为“00000010”即选择 /4-DQPSK 调制。（ 2）示波器观测

38、 T208“DI”和 T209“DQ”测试点码型，应为 NRZ 码串 /并转换的结果。（ 3）示波器观测 T212“I 路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形。若不符，尝试按调制模块的“RESET”键。（ 4）示波器调到“XY”档，通道 1、 2 分别接 T212 与 T213 测试点，两通道设置相同“V/格”（例如均为 500mv/格），再调整 CH1 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH1垂直位置 0.00divs；调整 CH2 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH2 垂直位0.00divs。观测 /4-DQPSK 星座图。（ 5）示波器观测 T217“调制输出 ”测试点波形，用

39、频谱仪观测该信号频谱（可用数字示波器上 FFT 功能替代观测）。5、 /4-DQPSK 解调（ 1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：调制模块 解调模块（射频线）Z201Z302Z202Z301短路块连接 JP302 中间及右边的插针。（ 2）解调模块的 SW301 拨为“00000010”，即选择 /4-DQPSK 解调。（ 3）示波器观测 T306“I 路滤波”和 T307“Q 路滤波”测试点波形，对比调制模块 T212“I路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形。（若一致说明解调正确，若不一致可能是载波相位不对，按解调模块“RESET”键复位或是重新开关该模块电源复位。）（ 4

40、）示波器观测 T308“DI”和 T309“DQ”测试点码型，。五、观测记录1、/4-DQPSK调制（1）示波器观测T212“I路成形”（CH1）和T213“Q路成形”（CH2）测试点波形。NRZ设置为“100000001100000011100000”，BS=12KHz。成形信号不止一种，下图仅为其中的一种。（4）示波器调到“XY”档，通道1、2分别接T212与T213测试点，两通道水平轴幅值档拨为相同的“V/格”，观测/4-DQPSK星座图。PN31码/4-DQPSK星座图2、/4-DQPSK解调（1）I路滤波（CH1）与I路成形（CH2） Q路滤波（CH1）与Q路成形（CH2）（2）T3

41、08（CH1）与T309（CH2）六、数据处理七、小结或讨论实验（五）MSK调制与解调实验实验日期 2015/5/21 同组者姓名 一、实验目的通过本实验掌握 MSK、解调原理及方法。二、实验仪器1 、主板模块 一块2、 移动通信信道模块 一块三、实验原理1、 MSK 调制MSK（ Minimum Shift Keying，最小移频键控）是移频键控 FSK 的一种改进型。这里“最小”指的是能以最小的调制指数（即 0.5）获得正交信号，它能比 PSK 传送更高的比特速率。MSK 信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的 2FSK 信号，由表达式推得， MSK 信号波形如下图 6-1

42、所示。由于成形信号只有以上两种波形选择，因此当前数据取出的成形信号只与它的前一位数据有关。如果当前数据与前一位数据相同，输出的成形信号就相反，例如前一位数据对应成形波形 1，那么当前数据则对应成形波形 2；如果当前数据与前一位数据相反，输出的成形信号就相同，例如前一位数据对应成形波形 1，那么当前数据仍对应成形波形 1。以信号源模块 NRZ 码码型设置为 11000000 11100000 11111000 为例， MSK 调制各测试点信号如下图 6-4 所示。2、 MSK 解调MSK 信号的解调与 FSK 信号相似，可以采用相干解调，也可以采用非相干解调方式。实验中采用的仍然是相干解调方式。

43、将得到的 MSK 调制信号正交解调， 通过双二阶低通滤波器得到 I 路滤波和 Q 路滤波信号，将还原的成形信号进行电平比较， 比较的结果送入 CPLD 中处理还原， 就可解调出原 NRZ 码。四、实验内容及步骤1、插上电源线，打开主机箱的交流开关，再分别按下调制、解调模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）2、信号源模块设置：“NRZ RATE SETTING”拨码开关设置为 128 分频，即拨为 00000001 00101000。按“WAVE”键选择 NRZ， 24 位“NRZ SETTI

44、NG”拨码开关任意设置。3、实验连线及设置如下：信号源模块 调制模块（二号台阶线）T101T202短路块连接调制模块 J202、 J203 上面及中间的插针，短路块连接 J204、 J205。4、 MSK 调制（ 1）调制模块的 SW201 拨为“10000000”即选择 MSK 调制。（ 2）示波器观测 T216 测试点码型，为 NRZ 码的差分编码。（ 3） 示波器观测 T208“DI”和 T209“DQ”测试点码型， 应为 NRZ 差分码串 /并转换的结果。（ 4）示波器观测 T212“I 路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形。若不符，尝试按调制模块的“RESET”键。（ 5）示

45、波器调到“X Y”档，通道 1、 2 分别接 T212 与 T213 测试点，两通道设置相同“V/格”（例如均为 500mv/格），再调整 CH1 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH1垂直位置 0.00divs；调整 CH2 通道的垂直位置，示波器上显示为： CH2 垂直位0.00divs。观测 MSK 星座图。（ 6）示波器观测 T217“调制输出 ”测试点波形，用频谱仪观测该信号频谱（可用数字示波器上 FFT 功能替代观测）。5、 MSK 解调（ 1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：调制模块 解调模块（射频线）Z201Z302Z202Z301短路块连接 JP302 中间及右边的

46、插针。（ 2）解调模块的 SW301 拨为“10000000”，即选择 MSK 解调。（ 3）示波器观测 T306“I 路滤波”和 T307“Q 路滤波”测试点波形，对比调制模块 T212“I路成形”和 T213“Q 路成形”测试点波形。（若一致说明解调正确，若不一致可能是载波相位不对，按解调模块“RESET”键复位或是重新开关该模块电源复位。）（ 4）示波器观测 T308“DI”和 T309“DQ”测试点码型， 对比调制模块 T208“DI”和 T209“DQ”测试点码型。（ 5）示波器观测 T303“解调输出”测试点码型，应与信号源模块 T101的码型一致。 （注意解调出的信码与输入的信码

47、存在延迟。 ）（ 6）改变信号源模块 NRZ 码的码型，重复上述实验步骤。五、观测记录1、MSK调制（1）示波器观测T216测试点码型，为NRZ码的差分编码。下图是NRZ码型为“100000001100000011100000”时的两种差分编码，一种是“000000001000000010111111”，另一种是“111111110111111101000000”。 （2）示波器观测T208“DI”（CH1）和T209“DQ”（CH2）测试点码型，DI、DQ波形不唯一。（3）示波器观测T212“I路成形”（CH1）和T213“Q路成形”（CH2）测试点波形。成形信号波形不唯一。 DI（CH1）

48、与I路成形（CH2） DQ（CH1）与Q路成形（CH2）（4）示波器调到“XY”档，通道1、2分别接T212与T213测试点，两通道水平轴幅值档拨为相同的“V/格”，观测MSK星座图。PN31的MSK调制星座图六、数据处理七、小结或讨论实验（六）PSK信号载波恢复实验实验日期 2015/6/4 同组者姓名 一、实验目的1、掌握用科斯塔斯（ Costas）环提取同步载波的原理与实现方法。2、了解同步载波相位误差的产生原因。二、实验仪器1 、主板模块 一块2、 移动通信信道模块 一块三、实验原理1、 科斯塔斯环同步载波提取同步是通信系统中一个重要的实际问题。当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波。这个相干载波的获取就称