通信原理实验 QPSK调制解调实验

HUNAN UNIVERSITY 课程实验报告

题目：十QPSK调制解调实验

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实验10 QPSK调制解调实验

一、实验目的

1. 掌握QPSK调制解调的工作原理及性能要求；了解IQ调制解调原理及特性

2. 进行QPSK调制、解调实验，掌握电路调整测试方法了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性

二、实验原理

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。

用调相法产生QPSK调制原理框图如图所示，QPSK的调制器可以看作是由两个BPSK调

制器构成，输入的串行二进制信息序列经过串行变换，变成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性的二电平信号I（t）和Q（t），然后对Acosωt和Asinωt进行调制，相

加后即可得到QPSK信号。

二进制码经串并变换后的码型如图所示，一路为单数码元，另外一路为偶数码元，这两个支路互为正交，一个称为同相支路，即I支路；另外一路称为正交支路，即Q支路

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，其原理框图如图

三、实验步骤

在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ调制解调模块（以下简称IQ模块）、码元再生模块（以下简称再生模块）和PSK载波恢复模块。

1、QPSK调制实验

a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成连接

* 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（QPSK指示灯亮）。

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

NRZ-I 与NRZ IN I-OUT与NRZ IN

NRZ-Q 与NRZ IN Q-OUT与NRZ IN

d、观测IQ调制信号矢量图。

e、观测IQ调制载波信号。

f、用频谱分析仪观测调制后QPSK信号频谱。

2、QPSK相干解调实验。

a、关闭实验箱总电源，保持步骤2中的连线不变，用同轴视频线完成如下连接

* 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“I-OUT”及“Q-OUT”端，观察解调波形。

c、对比观测解调前后I路信号

示波器探头分别接IQ解调“I-OUT”端及基带“I-OUT”端，注意观察两者是否一致。若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。

d、对比观测解调前后Q路信号

示波器探头分别接IQ解调“Q-OUT”端及基带“Q-OUT”端，注意观察两者是否一致。若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。

3、QPSK再生信号观察

a、关闭实验箱总电源，保持步骤1、2中的连线不变，用台阶插座线完成如下连接

* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。

b、按再生模块上“选择”键，选择QPSK模式（QPSK指示灯亮）。

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“NRZ”端和基带模块上“NRZ IN”端，观察两路码元是否一致。若一致表示解调正确，若不一致可回到步骤2重新实验。

4、观测载波非相干时信号波形

断开IQ模块上载波“输出”端与该模块上载波“输入”视频线，将IQ模块上载波“输

入”端与PSK载波恢复模块上“VCO-OUT”端连接起来，此时载波不同步。从步骤1开始再次观察各信号。

四、实验总结

通过本实验掌握QPSK调制解调的工作原理及性能要求；了解IQ调制解调原理及特性进行QPSK调制、解调实验，掌握电路调整测试方法了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性。