BPSK调制原理

1、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0,表示数字信息“0”,表示数字信息“1则一组二进制数字信息与其对应的 2DPSKJ号的载波相位关系如下表所示二进制数字信息：1 1 0 1 0 0 1 102DPSK信号相位：00 00或00 0 00 0数字信息与 之间的关系也可以定义为0,表示数字信息“1,表示数字信息“0”2DPSK信号调制过程波形如图1所示。1001011011100100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

2、，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。开关电路18 0°移相图2 2DPSK信号调制器原理图其中码变换即差分编码器如图码序列， dn为差分编码序列。3所示。在差分编码器中：an为二进制绝对D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemVie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”。图3差分编码器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

3、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)，Xt 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:ccwwdef0e2DPSK e其中码反变换器即差分译码器组成如图b) 14所示。在差分译码器中：&为 图13 2DPSK信

4、号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形差分编码序列，an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SystemVieM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”。图14差分译码器an4、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。提取相干播波I抽样判决I扁解码-II»1 I.(»*la * ， * |IIIIHIIIII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

5、 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。表3：相干解调法图符参数设置表编R库/名称参数11Operator: Linear SysButterworth Bandpass IIR3 Poles, Low Fc = 10e+3 Hz , Hi Fc = 30e+3 Hz Quant Bits = None , Init Cndtn = Transient , DSP Mode Disabled , FPGA Aware = True , RTDA Aware = Full13Comm: CostasVCO Freq = 20e+3 Hz , VCO Phase = 0 de

6、gMod Gain = 1 Hz/v , Loop Fltr = 1 + 1/s + 1/sA2Output 0 = Baseband InPhase ,Output 1 = Baseband QuadratureOutput 2 = VCO InPhase , Output 3 = VCO Quadrature t12 RTDA Aware = Full15Operator: Linear SysBessel Lowpass IIR3 Poles, Fc = 8e+3 Hz , Quant Bits = None , Init Cndtn = TransientDSP Mode Disabl

7、ed , FPGA 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 s

8、ec, Fall Time = 0 sec19Logic: XORGate Delay = 0 sec, Threshold = 0 v , True Output = 1 vFalse Output = -1 v, Rise Time = 0 sec, Fall Time = 0 sec20Operator: DelayNon-Interpolating , Delay = 100.e-6 sec, Output 0 = Delay t19Output 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

9、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。2DPSKTime in Seconds_SyitemV*'(a)二相相对调相(2DPSK)信号tspli-二一口 Ery帚通输出Time in SecondsSystem Vifr#(b)带通滤波器的输出flpli-l二 clury相干戟波(七运)(c)提取的相干载波pill 二Hw衰法器输出在建)Time inSyMCEMie哪(d)乘法器的输出低通输出aie)Time in SecondsSyst-tfflVie-(e)低通滤波器的输出输出相对吗U22)SOO+e550 e-68M+61C5

10、e-31.3e-31 55e-3iII Pill V I 4 I I 4 I V V 4 I l> HI I V a I !3QOe-0105e-3Time in Seconds1.3e-3SyfitirmVlWSOOe-130UX550 e-B(f)解调输出的相对码输出绝对四仕25)SOOel1 06t31.3e-l1.S5&-38OOe-01 05e-3Time in Sec and 写1.3e-3-(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。of wU刘恒6550 4030 g1.05e-31 路31.5

11、5e-SI I V ¥1 I |i I I I I I 4 I l> V i I l> V > I I V i I I30 WSySttfflViw图18 2DPSK系统输入的PN序列和输出PN序列的瀑布图Sliced 艘收滤波需后信用 OTo Repwal, Stairt = 25e-GL&nth - 1C25e-B5075e-91C0 e-325 占 R50e-675e-fl100e-ftTime in SecondsTiftie in St tends眼图如图19所示。Sliced wl 1 (Mo Repeat Start - BSe-fisj, L

12、ength = 201 04De-e120ehB160-eSODOC： 3 1! I I i i b l< I I 1 I " h l< I400e-3 20口43 ;0I -2COe-3 <JOOti-S.,.0朝 40就占61206-01606Tim士 in SecondsSyitvnV*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。1,51 y 5003 01 -EM e2 3-1 1.6信噪比0dB时的眼图信噪比5dB时的眼图Tim电 in Seconils信噪比20dB时的眼图50。守 350 Qi事31口。金。Tin。 i

13、n £巨亡0Tkd±Sliff4i接收威波黑后信号CHi艮细啜式.23025e 8图24 2DPSK的谱乘法器输出信号的谱如图25所示frequeiicy in Hz (dF = 12.21 上图25乘法器输出信号的谱输出PN序列的基带谱如图26所示-254-Be, Length - 1075e-6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勺谱如图24所示。Pwrer Spec tr um o£ 输出绝对码（dBm SO ohms J2=-e-3E-Oe-3-TOO r , i I II| ： I ： R1 I -> ：i0256*37M+3Frequency in He (dF = 12. 21 JSy5t*mVi&ff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