移动通信实验 四相移相键控(QPSK)调制及解调实验

实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验
一．实验目的：
1、了解QPSK调制解调原理及特性。

2、了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性。

二．实验内容：
1、观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。

2、观察IQ调制解调过程中各信号变化
3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。

三．基本原理：
1、QPSK调制原理：
QPSK又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。

QPSK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，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。

2、QPSK解调原理：
由于QPSK可以看作是两个正交2PSK信号的合成，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。

四．实验原理：
实验模块简介：
1、基带成形模块：
主要功能：产生PN31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求进行基带成形，形成两路正交基带信号。

2、IQ调制解调模块：
主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频信号正交调解。

3、码元再生模块
主要功能：从解调出的IQ基带信号中恢复复位同步，并进行抽样判决，然后并串转换后输出。

4、PSK载波恢复模块
主要功能：与IQ调制解调模块上的解调电路连起来组成一个完整的科斯塔斯环恢复PSK 已调信号的载波，同时可用作一个独立的载波源。

五．实验步骤：
1、在实验箱上按正确安装基带成形模块、IQ调制解调模块、码元再生模块、PSK载波恢复模块。

2、QPSK调制实验
a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成如下链接
源端口目的端口连线说明
基带模块：PN31 基带模块：NRZ IN 提供PN31伪随机序列
基带模块：I-OUT IQ模块：I-IN 串并变换后的I路信号输入基带模块：Q-OUT IQ模块：Q-IN 串并变换后的Q路信号输入*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。

b、按基带成形模块上“选择”键，选择QPSK模式。

c、用示波器观察基带模块上“I-OUT”及“Q-OUT”测试点，并分别于“NRZ IN”测试点的信号进行对比，观察串并转换情况。

d、用频谱分析仪观测调制后QPSK信号频谱，观测点为IQ模块调制单元的“输出”端（TP4）
3、QPSK相干解调实验
a、关闭实验箱总电源，保持步骤2中连线不变，用同轴视频线完成如下链接：
源端口目的端口
IQ模块：输出（J2）IQ模块：输入（J3）
IQ模块：输出（J5）IQ模块：输入（J4）
*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。

b、示波器探头分别接IQ解调单元的“I-OUT”及“Q-OUT”端，观察解调波形。

c、对比观测解调前后的I路信号
示波器探头分别接IQ模块的“I-OUT”端及“I-IN”端，注意观察两者是否一致。

d、对比观察解调前后的Q路信号
示波器探头分别接IQ模块的“Q-OUT”端及“Q-IN”端，注意观察两者是否一致。

4、QPSK再生信号观察
a、关闭实验箱总电源，保持步骤2、3中连线不变，用台阶插座线完成如下链接：
源端口目的端口连线说明
IQ模块：I-OUT 再生模块：I-IN 将解调后的I路信号进行抽样判决IQ模块：Q-OUT 再生模块：Q-IN 将解调后的Q路信号进行抽样判决*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。

b、按再生模块上的“选择”键，选择QPSK模式
c、对比观测原始NRZ信号与再生后的NRZ信号
示波器探头分别接再生模块上的“NRZ”端和基带模块上的“NRZ IN”端，观察两路码元是否一致，若不一致可回答步骤2重新试验。

六．实验结果：
QPSK调制实验：
I-OUT测试点与NRZ IN测试点的信号比较：
上：I-OUT 下：NRZ IN
Q-OUT测试点与NRZ IN测试点的信号比较：
上：Q-OUT 下：NRZ IN QPSK信号频谱：
QPSK相干解调实验：
IQ解调单元I-OUT：
IQ解调单元Q-OUT：
对比观测解调前后的I路信号：
上：I-OUT 下：I-IN 对比观测解调前后的Q路信号：
上：Q-OUT 下：Q-IN
QPSK再生信号观察：
上：再生模块NRZ 下：基带模块NRZ。