南郵通信原理實(shí)驗(yàn) bpsk

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1、實(shí)驗(yàn)二BPSK傳輸系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理（一）BPSK調(diào)制理論上二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）可以用幅度恒定，而其載波相位隨著輸入信號m（1、0碼）而改變，通常這兩個(gè)相位相差180°。如果每比特能量為Eb，則傳輸?shù)腂PSK信號為：其中（二）BPSK解調(diào)接收的BPSK信號可以表示成：為了對接收信號中的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的解調(diào)，這要求在接收機(jī)端知道載波的相位和頻率信息，同時(shí)還要在正確時(shí)間點(diǎn)對信號進(jìn)行判決。這就是我們常說的載波恢復(fù)與位定時(shí)恢復(fù)。１、載波恢復(fù)對二相調(diào)相信號中的載波恢復(fù)有很多的方法，最常用的有平方變換法、判決反饋環(huán)等。在BPSK解調(diào)器中，載波恢

2、復(fù)的指標(biāo)主要有：同步建立時(shí)間、保持時(shí)間、穩(wěn)態(tài)相差、相位抖動(dòng)等。本地恢復(fù)載波信號的穩(wěn)態(tài)相位誤差對解調(diào)性能存在影響，若提取的相干載波與輸入載波沒有相位差，則解調(diào)輸出的信號為；若存在相差Δ，則輸出信號下降cos2Δ倍，即輸出信噪比下降cos2Δ，其將影響信道的誤碼率性能，使誤碼增加。對BPSK而言，在存在載波恢復(fù)穩(wěn)態(tài)相差時(shí)信道誤碼率為：２、位定時(shí)抽樣時(shí)鐘在信號最大點(diǎn)處進(jìn)行抽樣，保證了輸出信號具有最大的信噪比性能，從而也使誤碼率較小。在剛接收到BPSK信號之后，位定時(shí)一般不處于正確的抽樣位置，必須采用一定的算法對抽樣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，這個(gè)過程稱為位定時(shí)恢復(fù)

3、。常用的位定時(shí)恢復(fù)有：濾波法、數(shù)字鎖相環(huán)等。最后，對通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中最常用的幾個(gè)測量方法作一介紹：眼圖、星座圖與抽樣判決點(diǎn)波形。１、眼圖：利用眼圖可方便直觀地估計(jì)系統(tǒng)的性能。示波器的通道接在接收濾波器的輸出端，調(diào)整示波器的水平掃描周期，使其與接收碼元的周期同步。在熒光屏上看到顯示的圖型很像人的眼睛，所以稱為眼圖。2、星座圖：與眼圖一樣，可以較為方便地估計(jì)出系統(tǒng)的性能，同時(shí)它還可以提供更多的信息，如I、Q支路的正交性、電平平衡性能等。星座圖的觀察方法如下：用一個(gè)示波器的一個(gè)通道接收I支路信號，另一通道接Q支路信號，將示波器設(shè)置成X-Y方式

4、。３、抽樣判決點(diǎn)波形：是在判決器之前的波形。抽樣判決點(diǎn)波形可以較好地反映最終輸出性能的好壞。抽樣判決點(diǎn)波形上下兩線聚集越好，則系統(tǒng)性能越好，反之越差。（三）DBPSK調(diào)制與解調(diào)由于BPSK相干載波恢復(fù)可能出現(xiàn)相位模糊，所以實(shí)用中經(jīng)常采用DBPSK調(diào)制，是相移鍵控的非相干形式，它不需要在接收機(jī)端恢復(fù)相干參考信號。非相干接收機(jī)容易制造而且便宜，因此在無線通信系統(tǒng)中被廣泛使用。在DBPSK系統(tǒng)中，輸入的二進(jìn)制序列先差分編碼，然后再用BPSK調(diào)制器調(diào)制。差分編碼原理為：雖然DBPSK差分解調(diào)降低了接收機(jī)復(fù)雜度的優(yōu)點(diǎn)，但它的能量效率比相干BPSK低3d

5、B。在加性高斯白噪聲環(huán)境中，平均錯(cuò)誤概率如下所示：在DBPSK方式中，由于不需要恢復(fù)載波，因而不能觀察到接收端的眼圖信號。但可以觀察抽樣判決點(diǎn)之前的信號波形來判斷接收信號的質(zhì)量與解調(diào)性能。差分BPSK的抽樣判決點(diǎn)波形較相干BPSK要差。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)2、20MHz雙蹤示波器一臺(tái)3、頻譜測量儀一臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握BPSK調(diào)制和解調(diào)的基本原理；2、掌握BPSK眼圖觀察的正確方法，能通過觀察接收眼圖判斷信號的傳輸質(zhì)量；3、熟悉BPSK調(diào)制載波包落的變化；1、掌握BPSK載波恢復(fù)特點(diǎn)與位定時(shí)恢復(fù)的基本方法；2

6、、了解BPSK/DBPSK在噪聲下的基本性能。3、了解DBPSK差分解調(diào)的基本工作原理；四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)結(jié)果測試前檢查：首先通過菜單將通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)制方式設(shè)置成“BPSK傳輸系統(tǒng)”；用示波器測量TPMZ07測試點(diǎn)的信號，如果有脈沖波形，說明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已正常工作；如果沒有脈沖波形，則需按面板上的復(fù)位按鈕重新對硬件進(jìn)行初始化。（一）BPSK調(diào)制1.BPSK調(diào)制基帶信號眼圖觀測（1）通過菜單選擇不激活“匹配濾波”方式（未打勾），此時(shí)基帶信號頻譜成形濾波器全部放在發(fā)送端。以發(fā)送時(shí)鐘（TPM01）作同步，觀測發(fā)送信號眼圖（TPi03）的波形。成

7、型濾波器使用升余弦響應(yīng)，ɑ=0.4。判斷信號觀察的效果。（2）通過菜單選擇激活“匹配濾波”方式（打勾），此時(shí)系統(tǒng)構(gòu)成收發(fā)匹配濾波最佳接收機(jī)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。仔細(xì)觀察和區(qū)別與上述兩種方式下發(fā)送信號眼圖（TPi03）的波形。2.I路和Q路調(diào)制信號的相平面（矢量圖）信號觀察（1）測量I支路（TPi03）和Q支路信號（TPi04）李沙育（x-y）波形時(shí)，應(yīng)將示波器設(shè)置在（x-y）方式，可從相平面上觀察TPi03和TPi04的合成矢量圖，其相位矢量圖應(yīng)為0、π兩種相位。通過菜單選擇在不同的輸入碼型下進(jìn)行測量；結(jié)合BPSK調(diào)制器原理分析測試結(jié)果。（2）

8、通過菜單選擇“匹配濾波”方式設(shè)置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。仔細(xì)觀察和區(qū)別兩種方式下矢量圖信號。3.BPSK調(diào)制信號0/π相位測量選擇輸入調(diào)制數(shù)據(jù)為0／1碼。用示波器的一路