BPSK-MSK调制波形图
移动通信原理第6次课-第6章BPSK数字调制
第6章 数字调制技术
6.1 关于数字调制的概念
• 下图表明了一个两电位数字信号序列经过短短几十米 双绞线传输后的衰减情况。
6.1.2 数字调制基本原理 • 通常余弦波信号表示为: • s(t) = a(t)cos[w(t)+j(t)] • 其中,t是时间; a(t)是幅度;w(t)是角 频率; j(t)是相位。 • 数字调制就是用基带数字信号0和1去控 制余弦信号的幅度、角频率和/或相位的 变化。随着余弦波在无线信道里传输,基 带数字信号也传输了出去。因此,这种余 弦波被称为载波;它被基带数字信号调制 后成为调制信号。
• 由于一般信道都是通频带有限的带通信道, 脉冲信号中的高频成分将受到严重衰减, 信号前沿由陡峭变得平缓,幅度也受到衰 减,数字信号将严重变形 。这些不良变化 将导致接收机在对数字信号识别时出错。 • 上述在短距离上直接传输数字信号的方法 叫做基带传输。 • 如果需要在长距离的有线信道和无线信道 上传输数字信号必须采用频带传输技术, 即由高频载波信号来载荷数字信号,这就 是数字调制。
• 分别调制载波幅度、频率和相位的2ASK(振幅 键控)、2FSK(频移键控)和2PSK(相移键控) 调 制波形如下:
6.1.3 数字调制的分类
• 数字调制的分类如下表: 不恒定 ASK(幅度键控) 包络 QAM(正交幅度键控) MQAM(星座调制) 数 字 FSK BFSK(二进制频移键控) 调 (频移键控) MFSK(多进制频移键控) 制
数字信号控制的相位,它有有限的M个不同取值,每个相位携 带的信息量I = log 2 M (bit)。 • 例如,当M=2,φk的每一相位携带1bit信息:0或1;当M=4, φk的每一相位携带2bit信息:00、01、10或11;当M=8,φk 的每一相位携带3bit信息:000、001、010、011、100、101、 110或111。 • 在发送端,数字调制器输出的载波信号相位将随输入不同的 数字信号而改变。对于一个数字信号,Sk(t)的相位φk将取一 个特定的值与之对应。
(完整版)BPSKDPSK调制
卫星通信仿真作业BPSK调制/解调系统及性能分析1、实验原理1.1 BPSK调制原理BPSK(binary phase shift keying)二进制移相键控,作为一种数字调制方式,用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。
BPSK信号的时域表达式为e BPSK=[∑a n g(t−nT s)]cosωc tn其中的a n为双极性码,取值为±1。
这样的话,当发送的码元为+1时,输出波形的初始相位为0;而当发送码元为-1时,输出波形的初始相位为180°。
1.2 BPSK解调原理BPSK解调有两种方式,一种是相干解调,一种是非相干解调,即差分解调。
1.2.1 相干解调相干解调的基本原理是将BPSK调制信号直接与载波进行相乘,然后通过低通滤波器进行滤波,最终进行抽样判决即可。
1.2.2 差分解调差分解调不能直接应用与BPSK,它是对DPSK调制的一种解调方式。
而要进行差分解调,首先对输入信源进行DPSK调制。
要进行DPSK调制,首先要对输入码元进行码形变换,然后对变换后的码元进行BPSK 调制即可。
而对输入码元进行码形变换就是将输入的绝对码变换为相对码。
它们之间的关系可由公式导出ân+1=ân⨁a n其中a n为原信源码元,ân为差分编码后的变换码元。
差分解调的过程是将DPSK调制后的波形与它做一个码元宽度时间延迟后的波形进行相乘,然后通过低通滤波器进行滤波,最终进行抽样判决。
1.3 BPSK调制解调系统整体框图1.4 DPSK调制解调系统整体框图输入码元2、 实验过程2.1 BPSK 系统的调制/解调全过程 2.1.1 参数设定 在对BPSK 系统调制解调全过程的仿真时,设定如下参数: 码元长度:10 采样率:100倍码元速率,也就是一个码元采样100个点 信号比:7dB (也就是噪声的增益为0.1) 波形成型滤波器参数:使用升余弦滤波器,滚降系数0.5。
bpsk调制原理
bpsk调制原理bpsk调制原理与模拟通信系统相比,数字调制和解调同样是通过某种方式,将基带信号的频谱由一个频率位置搬移到另一个频率位置上去。
不同的是,数字调制的基带信号不是模拟信号而是数字信号。
在大多数情况下,数字调制是利用数字信号的离散值去键控载波。
对载波的幅度、频率或相位进行键控,便可获得ASK、FSK、PSK等。
这三种数字调制方式在抗干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面,以相干PSK的性能最好,目前已在中、高速传输数据时得到广泛应用。
2PSK系统的调制部分框图如下图所示2PSK/BPSK调制部分框图1、M序列发生器实际的数字基带信号是随机的,为了实验和测试方便,一般都是用M序列发生器产生一个伪随机序列来充当数字基带信号源。
按照本原多项式f(x)=X5+X3+1组成的五级线性移位寄存器,就可得到31位码长的M序列。
码元定时与载波的关系可以是同步的,以便清晰观察码元变化时对应调制载波的相应变化;也可以是异步的,因为实际的系统都是异步的,码元速率约为1Mbt/s。
2、相对移相和绝对移相移相键控分为绝对移相和相对移相两种。
以未调载波的相位作为基准的相位调制叫作绝对移相。
以二进制调相为例,取码元为“1”时,调制后载波与未调载波同相;取码元为“0”时,调制后载波与未调载波反相;“1”和“0”时调制后载波相位差1800。
绝对移相的波形如下图所示。
绝对移相的波形示意图在同步解调的PSK系统中,由于收端载波恢复存在相位含糊的问题,即恢复的载波可能与未调载波同相,也可能反相,以至使解调后的信码出现“0”、“1”倒置,发送为“1”码,解调后得到“0”码;发送为“0”码,解调后得到“1”码。
这是我们所不希望的,为了克服这种现象,人们提出了相对移相方式。
相对移相的调制规律是:每一个码元的载波相位不是以固定的未调载波相位作基准的,而是以相邻的前一个码元的载波相位来确定其相位的取值。
例如,当某一码元取“1”时,它的载波相位与前一码元的载波同相;码元取“0”时,它的载波相位与前一码元的载波反相。
BPSK调制原理
BPSK调制原理原理: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??之间的关系为则⼀组⼆进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所⽰数字信息与?? 之间的关系也可以定义为2DPSK 信号调制过程波形如图1所⽰。
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,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。
0,01φπ??=?表⽰数字信息“”,表⽰数字信息“”()()1 1 0 1 0 0 1 102DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0ππππππππππ⼆进制数字信息:信号相位:或0,10φπ??=?表⽰数字信息“”,表⽰数字信息“”绝对码相对码载波DP SK 信号101100101 0 0 1 0 1 1 0 2开关电路图2 2DPSK 信号调制器原理图其中码变换即差分编码器如图3所⽰。
在差分编码器中:{a n }为⼆进制绝对码序列,{d n }为差分编码序列。
D 触发器⽤于将序列延迟⼀个码元间隔,在SystemView 中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”。
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),对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图3差分编码器信息。
BPSK调制解调
BPSK调制解调一、 主要内容1、 简要阐述BPSK 调制解调原理2、 用MATLAB 进行仿真,附上仿真源程序和仿真结果,对结果进行分析。
二、 主要原理2.1 BPSK 的调制原理在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制移相键控(2PSK )信号。
通常用已调信号载波的0度和180度分别表示二进制数字基带信号的1和0.二进制移相键控信号的时域表达式为tw nT t g a t e c s nn PSK cos )]([)(2-=∑(式2—1)其中,n a 与2ASK 和2FSK 时的不同,在2PSK 调制中,n a 应选择双极性,即当发送概率为P ,1a =n ,当发送概率为1-P, 1-=n a 。
若g(t)是脉宽为S T 、高度为1的矩形脉冲,则有当发送概率为P 时,)cos()(2t w t e c PSK = (式2—2)发送概率为1-P 时,)cos(2t w e c PSK -= (式2—3)由(式2—2)和(式2—3)可以看出,当发送二进制符号1时,已调信号)(e 2t PSK 取0度相位,当发送二进制符号为0时,)(e 2t PSK 取180度相位,则有)cos(2n c PSK t w e ϕ+=,其中发送符号1,00=n ϕ,发送符号0,0180=n ϕ。
这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字调制信号的调制方式,称为二进制绝对移向方式。
下面为2PSK 信号调制原理框图2.1所示:图2.1:2PSK信号的调制原理图(模拟调制方法)利用模拟调制的方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟调制的一个特例,把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理。
图2.2 BPSK信号时间波形示例2.2 BPSK解调原理2PSK信号的解调通常都采用相干解调,解调器原理如图2.3所示,在相干解调过程中需要用到和接收的2PSK信号同频同相的想干载波。
图2.3:BPSK 相干解调图2.4 BPSK 解调各点时间波形在2PSK 相干信号解调过程中,当回复的相干载波产生180度倒相时,解调出的数字基带信号与将发送的数字基带信号正好相反,解调器输出数字基带信号全部错误,这通常称为“倒π”现象。
几种数字调制技术
S lm f ( t )
(m 1 ,2 ,,M ,0 t T )
S m f(t)2 T c o s 2m ftc o s0 t2 T s in 2m fts in0 t
码元能量:
Pmf
T 0
2
Smf(t) dt2
8.2.3 FSK信号的频率参数描述
三、FSK信号的相关性
1) 数学表达式
8.3.3 MSK信号分析
一、MSK信号的相位轨迹
n
2
n1 k0
Ik, Ik
1
记录了第n个码元以前 相位的变化轨迹;
相位只能取 / 2 的整 数倍。
8.3 连续相位移频键控(CPFSK)
8.3.3 MSK信号分析
二、MSK信号与QPSK信号的等效
采用信号的包络表示,可将时间函数改为如下形式:
SMSK(t)ReAej(2Tt Inn) ej0t
A c g (t)c o s0 t A sg (t)s in0 t g c (t)c o s0 t g s(t)s in0 t
8.1.2 数字信号的正交调幅 (QAM) 一、QAM原理(续)
又可以表示为包络形式:
S m ( t ) R e V m e j m g ( t ) e j 0 t V m g ( t ) c o s (0 t m )
T 0
Sm2a
(t)dt
1 2
Am2
T 0
g2(t)dt
1 2
Am2g2
2 g
表示归一化码元能量。
图中表 示的是 格雷码
8.1 数字信号的幅度调制
8.1.2 数字信号的正交调幅 (QAM) 一、QAM原理
对正交的两信号:coswt和sinwt同时进行调制,而后相加。见下图
QPSK,OQPSK,MSK
输入
串 /并 变换
45
逻辑选相电路
带通 滤波器
输出
135
225
315
四相载波发生器
4 四相差分相移键控(DQPSK)(续)
DQPSK信号的解调
相干解调(极性比较法) 这里码变换器的功能恰好与发送端的相反,它需要将判 决器输出的相对码恢复成绝对码。
平衡 调制器
低通 滤波器
抽样 判决
码元 形成
φ = π 相 →“ 0 ” φ = 0 相 →“ 1 ”
码反变换 1 1
0
1
0
a(t) b(t) c(t) d(t) cp(t) e(t) f(t)
-a a
bk 1 1 0 0 1 0 ak 0 0 1 0 1 1
2 二进制差分相移键控(DPSK)(续)
差分相干解调(相位比较法)
c
Ts
已调2DPSK信号 BPF a b
ak bk bk 1
4 四相相移键控(QPSK)
多进制数字调制的概念、特点
用多进制数字基带信号去调制载波的振幅、频率和相 位,称为多进制数字调制。分为多进制数字振幅调制、 多进制数字频率调制以及多进制数字相位调制三种基本 方式。 多进制数字调制系统的特点 在相同的码元传输速率下(此时多元频带调制信号占 用与二元信号相等带宽 ,多进制数字调制系统的信息 传输速率高于二进制数字调制系统,因此提高了信道带 宽利用率。 在相同的信息传输速率下,多进制数字调制系统的码 元传输速率低于二进制数字调制系统 多进制数字调制系统的抗噪声性能低于二进制数字调 制系统。
cos c t
输入
串/并 变换
2
QPSK和OQPSK以及MSK调制
元的载波相位相对于参考相位可取 ± 90 ,所以其相邻码元 之间必然发生载波相位的跳变,接收端可以据此确定每个 码元的起止时刻(即提供码元定时信息),而A 方式却可 π 能存在前后码元载波相位连续。 2
o
π 0 参考矢量
0 0
参考矢量
2 (a)方式A (b)方式B 图 二相移相信号矢量图
−
π
2 二进制差分相移键控(DPSK)(续) DPSK)
cosωc t
−
a(0) 输出
相加
a(1)
输入
串/并 变换
π
2 移相
sin ω c t
平衡 调制器
(0,1) b(1)
(1,1))
(b)
ab
正交支路b (a)
表QPSK 信号相位编码逻辑关系
a b a 平衡调制器输出 b 平衡调制器输出 合成相位 1 1 0o 270 o 315 o 0 1 o 180 o 270 o 225 0 0 o 180 90 o o 135 1 0 0o 90 o 45 o
{ }
0
1
已调载 2PSK {φ} 0 波每个 {φ1} 0 π 码元的 2DPSK {φ2} π 0 相位 {Δφ } π 相对码 {bk } (1) (2) 1 0 0 1
π 0 π 0 0 0 0 1
0 π π 0 π π π 0 0 0 0 0 1
π 0 0 π 初相为0相
初相为π相
π 0
π π 0 π 0 1 0 1 0 π相位差与初相无关 0 1
A 方式
0 o 90 o 180 o 270
B 方式 o 45 o 135 o 225 o 315
01 01 11 参考相位 11 10 00
BASK BPSK QPSK MSK调制解调原理以及Matlab代码
目录第一部分仿真的参数设置 (1)第二部分BASK调制与解调 (2)第三部分BPSK调制与解调 (6)第四部分QPSK调制与解调 (10)第五部分MSK调制与解调 (14)第六部分误码率随信噪比变化 (18)参考文献 (20)Matlab代码 (21)BASK (21)BPSK (24)QPSK (27)MSK (31)误码率随着信噪比变化 (35)第一部分仿真的参数设置仿真过程中应用到的参数设置以及相应的解释如表1所示[1]。
表1. 参数设置及其解释第二部分BASK调制与解调BASK调制解调的概要过程如图2.1所示。
图2.1 BASK调制解调原理图首先,信源随机产生1000个二进制(1/0)码并画出其频谱图,如图2.2所示。
图2.2 信源信号的时域波形和频谱图随后,用10Hz的载波频率去调制信源信号完成BASK调制,调制后的时域波形及其频谱如图2.3所示。
可以看到,调制后的频率确搬移到了10Hz处。
图2.3 BASK已调信号的时域波形与频谱图而后,已调信号进入信噪比为20dB的高斯信道。
接收端接收到经过信道信号,其时域波形和频谱如图2.4所示,可以看出分布在整个时间轴上的噪声信号。
图2.4 已调信号经过高斯信道后的时域波形和频谱图接收端接收到信号后,通入BASK解调模块,先乘上载波,获得一个拥有两个频率(10-10;10+10)的信号,其时域波形与频谱图如图2.5所示。
图2.5 BASK解调后的信号时域波形与频谱图而后通入低通滤波器滤除高频载波,时域波形与频谱图如图2.6所示,可以看出此时20Hz处无功率谱密度。
图2.6 通入LPF后的时域波形和频谱图最后将信号进行判决,与信源信号进行对比,如图2.7所示,其误码率为2.14%(如图6.6所示)。
图2.7 信宿恢复信号与信源产生信号波形图对比第三部分BPSK调制与解调BPSK与BASK调制与解调原理基本相同,主要的区别在于信源码是双极性码。
其基本原理如图3.1所示。
二相BPSK(DPSK)调制实验
实验九 二相BPSK(DPSK)调制实验实验九 二相BPSK(DPSK)调制实验实验内容1.二相BPSK调制实验2.二相DPSK调制实验一. 实验目的1.掌握二相BPSK(DPSK)调制的工作原理及电路组成。
2.了解载频信号的产生方法。
3.掌握二相绝对移相与相对移相的转换方法。
二. 实验电路工作原理在本实验中,绝对移相键控(PSK)是采用直接调相法来实现的,也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相位键控。
图9-1是二相PSK(DPSK)调制器电路框图。
图9-2是它的电原理图。
数字相位调制又称为移相键控。
它是利用载波相位的变化来传递数字信息的。
通常又可把它分成绝对相移与相对相移两种方式。
绝对移相就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。
那么,怎样才能让载波不同相位的绝对值来传递信息呢?如果让所传输的数字基带信号控制载波相位的改变,而载波的幅度和相位都不变,那么就得到载波相位发生变化的已调信号。
这种调制方式称为数字相位调制。
即移相键控PSK调制。
PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式,它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。
因此,PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。
当传送的消息为一随机序列时,例如话音信号经过编码后的数字信号或其它数据信号,则传送的调相信号也相应的为一随机振荡序列,其相位与传送消息相对应,如图9-3所示。
下面对图9-2中的电路作一分析。
变输出信号的幅度。
由BG301等元件组成的是射随器电路,它起隔离作用。
2.载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放作倒相器,如图9-2所示,电路由U304等组成,来自1.024MHz载波信号输入到U304的反相输入端2脚,在输出端即可得到一个反相的载波信号,即π相载波信号。
为了使0相载波与π相载波的幅度相等,在电路中加了电位器W302。
3.信码反相器、模实验九 二相BPSK(DPSK)调制实验拟开关2:U302:B的输入端(11脚),在数字基带信号的信码中,它的正极性加到模拟开关1的控制输入端(13脚),它反极性加到模拟开关2的控制输入端(12脚)。
BPSK(DPSK)调制解调实验指导书
BPSK(DPSK)调制解调实验指导书电子科技大学通信学院《二相BPSK(DPSK)调制解调实验指导书》二相BPSK(DPSK)调制解调实验班级学生学号教师二相BPSK(DPSK)调制解调实验指导书二相BPSK(DPSK)调制解调实验一、实验目的1、掌握二相BPSK(DPSK)调制解调的工作原理。
2、掌握二相绝对码与相对码的变换方法。
3、熟悉BPSK(DPSK)调制解调过程中各个环节的输入与输出波形。
4、了解载波同步锁相环的原理与构成,观察锁相环各部分工作波形。
5、了解码间串扰现象产生的原因与解决方法,能够从时域和频域上分析经过升余弦滚降滤波器前后的信号。
6、掌握Matlab软件的基本使用方法,学会Simulink环境的基本操作与应用。
二、实验原理数字信号载波调制有三种基本的调制方式:幅移键控(ASK),频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。
它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位,得到数字带通信号。
PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式,它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优于ASK幅移键控和FSK频移键控。
由于PSK调制具有恒包络特性,频带利用率比FSK高,并在相同的信噪比条件下误码率比FSK低。
同时PSK调制的实现也比较简单。
因此,PSK技术在中、高数据传输中得到了十分广泛的应用。
BPSK是利用载波相位的变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。
在BPSK中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
其调制原理框图如图1所示,解调原理框图如图2所示。
图1 BPSK的模拟调制方式由于在BPSK 信号的载波恢复过程中存在着载波相位0 和180 的不确定性反向,所以在实际的BPSK 通信系统设计中,往往采用差分编解码的方法克服这个问题。
差分编解码是利用前后信号相位的跳变来承载信息码元,不再是以载波的绝对相位传输码元信息。
差分编解码的原理可用下式描述。
1n n n d b d -=⊕ 1n n n b d d -=⊕ 其中第一个公式为差分编码原理,第二个公式为差分解码原理。
各种数字调制方法对比
调制是所有无线通信的基础,调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。
如今的大多数无线传输都是数字过程,并且可用的频谱有限,因此调制方式变得前所未有地重要。
如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。
此目标被称为频谱效率,量度数据在分配的带宽中传输的速度。
此度量的单位是比特每秒每赫兹(b/s/Hz)。
现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。
幅移键控(ASK)和频移键控(FSK)调制正弦无线电载波有三种基本方法:更改振幅、频率或相位。
比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。
如今,这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。
图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。
有两种AM信号:开关调制(OOK)和幅移键控(ASK)。
在图1a中,载波振幅在两个振幅级之间变化,从而产生ASK调制。
在图1b中,二进制信号关断和导通载波,从而产生OOK调制。
图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行:幅移键控(a)、开关键控(b)和频移键控(c)。
在载波零交叉点发生二进制状态变化时,这些波形是相干的。
AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。
所需的带宽是最高频率含量的两倍,包括二进制脉冲调制信号的谐波。
频移键控(FSK)使载波在两个不同的频率(称为标记频率和空间频率,即fm和fs)之间变换(图1c)。
FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。
产生的带宽是最高调制频率(包含谐波和调制指数)的函数,即:m = Δf(T)Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移,或者:Δf = fs –fmT是数据的时间间隔或者数据速率的倒数(1/bit/s)。
M的值越小,产生的边带越少。
流行的FSK版本是最小频移键控(MSK),这种调制方式指定m = 0.5.还使用m = 0.3等更小的值。
接下来我们讨论两种进一步提高ASK和FSK的频谱效率的方法。
bpsk调制及解调原理实验报告
bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解二进制相移键控(BPSK)调制及解调的原理,通过实际操作和观测,掌握 BPSK 信号的产生、传输和恢复过程,分析其性能特点,并探讨相关参数对系统性能的影响。
二、实验原理(一)BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式,它使用两个相位(通常为 0和π)来表示二进制数字信息。
在 BPSK 中,当输入的二进制数字为“0”时,调制后的载波相位为 0;当输入的二进制数字为“1”时,调制后的载波相位为π。
假设输入的二进制序列为{an},载波信号为cos(ωct),则 BPSK 调制后的信号可以表示为:s(t) =an cos(ωct +φn)其中,当 an = 0 时,φn = 0;当 an = 1 时,φn =π。
(二)BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。
相干解调需要一个与发送端同频同相的本地载波。
接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘后,通过低通滤波器滤除高频分量,再进行抽样判决,恢复出原始的二进制数字信息。
具体的解调过程如下:接收信号 r(t) = s(t) + n(t) (其中 n(t) 为加性高斯白噪声)与本地载波cos(ωct) 相乘得到:r(t) cos(ωct) =an cos(ωct +φn) +n(t) cos(ωct)= 1/2 an 1 +cos(2ωct +φn) +n(t) cos(ωct)经过低通滤波器后,滤除2ωc 频率成分,得到:1/2 an +n(t) cos(ωct)对其进行抽样判决,若抽样值大于 0,则判决为“0”;若抽样值小于0,则判决为“1”。
三、实验内容与步骤(一)实验内容1、产生 BPSK 调制信号2、加入高斯白噪声3、进行相干解调4、分析不同信噪比下的误码率性能(二)实验步骤1、利用编程语言(如 MATLAB)生成随机的二进制数字序列作为输入信号。
实验三 二相BPSK(DPSK)调制解调实验(已完成)
实验三二相BPSK(DPSK)调制解调实验一. 实验目的1.掌握二相BPSK(DPSK)调制解调的工作原理及电路组成。
2.了解载频信号的产生方法。
3.掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。
二. 实验电路工作原理(一)调制实验:在本实验中,绝对移相键控(PSK)是采用直接调相法来实现的,也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相位键控。
图9-1是二相PSK(DPSK)调制器电路框图。
图9-2是它的电原理图。
DPSK调制是采用码型变换法加绝对调相来实现,按键SW301,用来将D触发器Q 端输出置“1”。
DPSK是利用前后相邻码元对应的载波相对相移来表示数字信息的一种相移键控方式。
(二)解调实验:二相PSK(DPSK)解调器的总电路方框图如图9-6所示。
二相PSK(DPSK)的载波为1.024MHz,数字基带信号的码元速率有32Kbit/s。
从图9-6可见,该解调器由三部分组成:载波提取电路、位定时恢复电路与信码再生整形电路。
1.二相(PSK,DPSK)信号输入电路由BG701(3DG6)组成射随器电路,对发送端送来的二相(PSK、DPSK)信号进行前后级隔离,由U701(LM311)组成模拟信号放大电路,进一步对输入小信号的二相(PSK、DPSK)信号进行放大后送至鉴相器1与鉴相器2分别进行鉴相。
图9-6 解调器总方框图三. 实验内容1.二相BPSK调制实验用内载波发生器产生的信号作输入载波信号来观察TP301~TP307各测量点的波形。
2.二相DPSK调制实验加入差分编码器电路来传输二相DPSK信号,即将开关K302置成2脚与3脚相连,其它开关设置不变,重做上述内容。
3.二相BPSK解调实验4.二相DPSK解调实验5.PSK解调载波提取实验四. 实验步骤及注意事项1.按下按键开关:K01、K02、K700。
2.跳线开关设置:K3012–3、K3021–2、K3031-2与3-4、K3042–3、K7012-3。