BPSK传输系统

通信原理实验——BPSK传输系统学生：XX学号：122110XX指导教师：王琴同组成员：00日期：2014年12月上课时间：星期三第四大节14:00—16:00目录一、实验目的...........................................................................................................................1二、实验仪器...........................................................................................................................1三、BPSK传输系统实验电路的构成......................................................................................11、BPSK调制信号产生电路............................................................................................12、BPSK解调电路............................................................................................................2四、实验内容...................................................................................................................2（一）BPSK调制..............................................................................................................21、BPSK调制基带信号眼图测试....................................................................................22、同相I支路和正交Q支路调制信号相平面矢量图测试.........................................33、BPSK调制信号0/Π相位反转点的测量...................................................................54、BPSK调制信号包络观察............................................................................................6（二）BPSK解调..............................................................................................................71、接收端解调器眼图信号观测.....................................................................................73、接收端同相I支路和正交Q支路解调信号的相平面波形测试.............................74、解调器失锁时同相I支路和正交Q支路解调信号相平面波形测试.....................85、解调器判决前抽样点信号观察.................................................................................96、解调器失锁时判决前抽样点信号观察.....................................................................97、差分编码信号的测试...............................................................................................108、解调数据观察...........................................................................................................119、解调器相干载波观测...............................................................................................1210、解调器相干载波相位模糊度的测试.....................................................................1311、解调器相干载波相位模糊对解调数据影响的观测.............................................13五、思考题.............................................................................................................................14参考文献.................................................................................................................................141姓名：XX学号：122110XX班级：通信12XX第十一周星期三第四大节实验名称：BPSK传输系统一、实验目的1、熟悉软件无线电BPSK调制和解调原理。2、掌握BPSK调制产生、传输和解调过程。3、掌握BPSK正交调制解调的基本原理和实现方法。4、了解数字基带波形时域形成的原理和方法。5、掌握BPSK眼图的正确测试方法，能通过观察接受眼图判断信号的传输质量。6、加深对BPSK调制、解调中现象和问题的理解。7、加深对载波提取和位同步提取概念的理解。二、实验仪器1、ZH5001A通信系统原理试验箱一台2、20MHZ双踪示波器一台三、BPSK传输系统实验电路的构成1、BPSK调制信号产生电路BPSK调制信号产生电路如下图，在图中，虚线部分是用FPGA芯片完成的。只有当选择外部数据时，才可以用外部信号源，除此之外，其他输入信号均在FPGA芯片内部完成。得分22、BPSK解调电路BPSK解调电路如下图。图中的信号处理过程，在A/D转换前均用硬件来完成，在A/D转换后的各部分，均用FPGA芯片来完成。实验中的BPSK解调是同步解调，因此解调电路中都设计了载波提取和位定时提取电路。四、实验内容实验前准备如下。首先通过菜单将试验系统的调制方式设置成“BPSK”传输系统，用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明试验系统已正常工作；如果没有脉冲，则需按面板上的复位键对硬件进行初始化。（一）BPSK调制1、BPSK调制基带信号眼图测试当通过选择菜单激活“匹配滤波”方式时，表示系统按匹配滤波最佳接受机组成，即发射机端和接收机端采用同样的平方根余弦响应滤波器。当未激活“匹配滤波”方式时，系统为非匹配最佳接收机，整个滤波器滚降特性全部放在发射机端完成，但信道成型滤波器特性不变。(1)、通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式（未打钩）此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。选择输入信号为m序列，以发送时钟TPM01作同步，测试TPi03波形。TPi03就是发送信号眼图波形。此时测试得到波形选用的是滚降系数α=0.4的升余弦成形滤波器。3从示波器中可以看到眼图，因为M序列是随机信号。2、同相I支路和正交Q支路调制信号相平面矢量图测试观察测量I支路TPi03和Q支路信号TPi04李沙育波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图。通过菜单选择不同的输入码型，观察并记录测试结果。输入码型为m码，其波形如下：两路信号是相同的，所以李沙育图形是一条斜率为1的直线。输入码型为全1码，其波形如下：TPM01TPi034输入码型为全0码，其波形如下：0/1码两路信号是相同的，所以李沙育图形是一条斜率为1的直线。53、BPSK调制信号0/Π相位反转点的测量先将跳线开关KP02设置在T位置（右端），通过菜单选择输入调制数据为0/1码。用示波器的一个通道观察已调制信号输出TPK03，并选用该通道信号作为示波器的同步信号；示波器的另一通道连接到调制参考载波TPK06或TPK07，以载波信号作为观测的参考信号。仔细调整示波器同步，观察和验证已调信号在调制数据0/1变化点发生相位0/Π翻转情况。记录测试结果。通道连接到调制参考载波TPK06，其波形如下：从示波器中可以看到，归零点左边，已调制信号和调制参考载波反相；归零点右边，已调制信号和调制参考载波同相。通道连接到调制参考载波TPK07，其波形如下：TPK06TPK036从示波器中可以看到，归零点左边，已调制信号和调制参考载波同相；归零点右边，已调制信号和调制参考载波反相。4、BPSK调制信号包络观察实验中的BPSK调制为非恒包络信号，已调信号的包络具有明显的过零点。测量前将模拟锁相环模块内的跳线开关KP02设置在T位置（右端）。（1）、通过菜单选择0/1码作为调制输入数据，观测已调信号输出测试点TPK03的信号波形。调整示波器的同步，注意观察已调信号的包络变化与调制信号TPi03的相互关系。画出测量波形。0/1码作为调制输入数据，其波形如下：0/1码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同（2）、用特殊码序列重复步骤（1）实验。画下测量波形，并从已调信号的包络上判断特殊码序列的可能值。TPK03TPi037特殊码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相反（二）BPSK解调1、接收端解调器眼图信号观测（1）、首先用中频电缆连接KO02和JL02，建立中频通路。测量解调器同相I支路眼图信号测试点TPJ05（在A/D模块内）波形，观测时用发始终TPM01作同步。将接收端与发送端眼图信号TPi03进行比较，说明接受眼图信号有何变化。观察接收端眼图，眼皮较厚，质量没有发送端的好。3、接收端同相I支路和正交Q支路解调信号的相平面波形测试将示波器设置在（x-y）方式，将示波器的两个通道分别接到I支路TPJ05测试点和Q支路TPJ06测试点，即可得到TPJ05和TPJ06的合成矢量图，也就是李沙育波形图。在解调器锁定时，其相位矢量图应为0、Π两种相位。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量，并说明其差异。输入码型为m码时，其波形如下：左边输入是特殊序列，右边输入是m序列，Q支路没有信号，所以李沙育图形是一条竖的直线，左右区别不大。TPM01TPJ058输入码型为全1码时，其波形如下：输入码型为全0码时，其波形如下：输入码型为0/1码时，其波形如下：4、解调器失锁时同相I支路和正交Q支路解调信号相平面波形测试将解调器提取相干载波的锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（右端），使环路开环失锁。观测接收端锁相环失锁时I路和Q路合成矢量，对观测结果加以分析。M码9两路信号是随机的，李沙育图形是个混乱的圆型。5、解调器判决前抽样点信号观察选择输入测试数据为m序列，用示波器观察测试模块内判决全抽样点TPN04的工作波形（示波器时基设定在2