PSK调制和解调的基本原理回顾

BPSK 信号调制器如下： 通常有两种调制方法 （1）相乘法：
双极性 二进制信号
BPSK 已调信号
cos c t
（2）相位选择法
3
cos c t 180 移相
开关电路
0
BPSK 已调信号
π s(t)
2PSK 信号的解调通常采用相干解调法，其原理框图如下：
e2PSK (t )
带通 滤波器
cos c t
()
2
( )
4
4
可见，在 OQPSK 中，仅存在小于＝90°的相位跃变，而不存在过零点跃变。
所以 OQPSK 信号的带限不会导致信号包络经过零点。OQPSK 包络的变化小多了，
因此对 OQPSK 的硬限幅或非线性放大不会再生出严重的频带扩展，OQPSK 即使再
非线性放大后仍能保持其带限的性质。
OQPSK 的调制和相干解调框图如图 1-3、图 1-4 所示
QPSK 数据码元对应的相位变化如图 1-1 所示，OQPSK 数据码元对应相位变化
8
如图 1-2 所示。
(－1,1)
Q信道 ＋1
(1,1)
－1 (－1,－1)
＋1
0
I信道
－1
(1,－1)
(－1,1) －1
(－1,－1)
Q信道 ＋1
(1,1)
＋1
0
I信道
－1
(1,－1)
图 1-1 QPSK 相位变化图
表示信号 1，用载波相位π来表示信号-1（或者用相位 0 表 示-1，用相位π表示 1） 其表达式可写成：
SBPSK (t) [ an g(t nTs )]cosct
n
an 为双极性码元。 用 Systemview 仿真得到的 BPSK 波形如下
信息码如上图所示
2
由上图可以看出 BPSK 信号相位为 0 时表示 1 相位为π时 表示-1
4.2.1 串并转换................................................7 4.2.2 载波调制................................................9 4.2.3 科斯塔斯环解调 ........................................15 4.2.4 抽样判决 .............................................. 17 4.2.5 并串转换 .............................................. 17 五、实验结论....................................................... 18 六、调试报告....................................................... 19 6.1 频率调制器 FM 参数设置 ......................................19 6.2 低通滤波器参数设置 ......................................... 19 6.3 脉冲串的参数设置 ........................................... 20 七、实验心得....................................................... 21 八、参考文献....................................................... 22
7
(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。它们分别对应于用载波（正弦波）的 幅度、频率和相位来传递数字基带信号，可以看成是模拟线性调制和角度调制的 特殊情况。
理论上，数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同，它们都是属正弦波调 制。但是，数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制，而模拟调制则是调制信 号为连续型的正弦波调制。
双极性码如下：
4
通过 BPSK 调制后波形如下：
通过相干解调后波形如下： 经过低通滤波器后恢复出原始信号如下：
5
设源信号为 s(t)通过调制后信号为 s(t) cosct
经过想干解调后信号为
s(t
)
cos 2
c
t
=
1 2
s(t)
1 2
s(t)
cos2ct
通过低通滤波后信号变为 1 s(t)
2
由上图可见通过想干解调后经过滤波正确的恢复出了原信号但是幅
低通 滤波器
抽样 判决器
输出
定时脉冲
其中相干解调中如何得到与接收的信号同频同向的相干载波是一个
关键点，将在后面 Costas 环中提及这里不再赘述。 通过 systemview 仿真解调过程如下所示：
其中随机码 发生器频率 为 10kHz 调制载波与 相干载波频 率为 100kHz 低通滤波截 止频率为 50kHz 其 余 参数默认
1
可以实时地仿真各种位真的 DSP 结构，并进行各种系统的时域 和频域分析、诺、谱分析，以及对各种逻辑电路、射频／模拟电 路(混领器、放大器、RLC 电路、运放电路等)进行理论分析和失 真分析等。
2PSK 信号的调制与解调
1、 二进制相移键控（2PSK） 二进制相移键控又称为 BPSK，通常用载波的相位 0
利用 SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率 系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
SystemView 的图符资源十分丰富，特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案 论证。还可进行 CDMA 通信系统和数字电视业务的分析；用户还可以自己用 C 语言编写 自己的用户自定义库。
度变为原信号一半与理论相符
要恢复出与原信号相同幅度的信号只需加入一个 2 倍的增益放大器
ห้องสมุดไป่ตู้
即可。
OQPSK调制与解调系统的设计
一、课程设计目的
1、了解 Systemview 的运行环境及应用领域； 2、通过本课程设计掌握 OQPSK 调制及解调的原理及方法。
6
二、课程设计软件说明
SystemView 是美国 ELANIX 公司推出的，基于 Windows 环境的用于系统仿真分析 的可视化软件工具。使用它，用户可以用图符（Token）去描述自己的系统，无需与复 杂的程序语言打交道，不用写代码即可完成各种系统的设计与仿真。
图 1-2 OQPSK 相位变化图
对于 QPSK 数据码元对 的相位变换由图 1-1 求得为：
码元对 (1,-1)
(-1,1)
(1,1)
(1,-1)
(-1,1)
(1,-1)
相位及相位变化： ( ) 4
3
()
2
4
()
2
( )
4
4
可见，在 QPSK 中存在过零点的 180°跃变。
对于 OQPSK 数据码元对的相位变化由图 1-2 求得为：
电平产生
I(t)
A cost
二进制信息 串并变换
载波 发生器
OQPSK信号
目录
1. 实验要求及开发环境…………… 3 2.
二、课程设计软件说明................................................ 7 三、基本原理........................................................ 2
3.1 调制方式简介 ................................................2 3.2 OQPSK 的含义 ................................................3 3.3 同相正交环法（科斯塔斯环） ..................................5 四、实验框图原理说明............................................... 12 4.1 实验总框图介绍 .............................................12 4.2 五个子部分的介绍 ............................................7
OQPSK 信号可采用正交相干解调方式解调，其原理如图 5-49 所示。由图看 出，它与 QPSK 信号的解调原理基本相同，其差别仅在于对 Q 支路信号抽样判决 时间比 I 支路延迟了/2，这是因为在调制时 Q 支路信号在时间上偏移了/2，所以 抽样判决时刻也应偏移/2，以保证对两支路交错抽样。
OQPSK 克服了 QPSK 的 l80°的相位跳变，信号通过 BPF 后包络起伏小，性能 得到了改善，因此受到了广泛重视。但是，当码元转换时，相位变化不连续，存 在 90°的相位跳变，因而高频滚降慢，频带仍然较宽。
3
()
4
( )
4
码元对 (1,-1) (-1,-1) (-1,1) (1,1) (1,1) (1,1) (1,-1) (-1,-1) (-1,1) (1,1) (1,-1)
相位及 相位变化：( 4 )
2
(
3
)
2
4
3
()
2
4
()
4
0°
(
)
4
0°
(
)
2
( )
2
3
( )
2
3
()
2
4
4
4
4
编码正交频分调制（COFDM）：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播 和同频网广播。
世广数字卫星广播系统的下行载波的调制技术采用 TDM QPSK 调制体制。它 比编码正交频分多路复用（COFDM）调制技术更适合卫星的大面积覆盖。