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在psk调制解调实验系统实验中应注意什么？
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出门在外也不愁94实验二 数字调制系统实验
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94实验二 数字调制系统实验
实验报告要求（必读）；实验报告要求：；1．不要封面，简述实验原理；2．实验3.1中根据实验测试记录,画出FSK测试；3.实验3.2中根据实验测试记录,画出PSK、D；实验三数字调制解调系统实验（4学时）；3.1ASK和FSK调制解调实验（2学时）；一、实验目的；1．掌握FSK（ASK）调制器的工作原理及性能测；2．掌握FSK（ASK）锁相解调器工作原理及性能
实验报告要求（必读）实验报告要求：1．不要封面，简述实验原理。2．实验3.1中根据实验测试记录, 画出FSK测试点波形，并给以必要的说明。3. 实验3.2中根据实验测试记录, 画出PSK、DPSK测量点的工作波形，并给以必要的说明。实验三
数字调制解调系统实验（4学时）3.1 ASK和FSK调制解调实验（2学时） 一、实验目的1．掌握FSK（ASK）调制器的工作原理及性能测试；2．掌握FSK（ASK）锁相解调器工作原理及性能测试；3. 学习FSK（ASK）调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。二、实验仪器1．时钟与基带数据发生模块，位号：G2．FSK调制模块，位号A3．FSK解调模块，位号C4．20M双踪示波器1台5．小平口螺丝刀1只6．频率计1台（选用）7．信号连接线3根三、实验原理数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗群时延性能较强，因此在无线中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。（一） FSK调制电路工作原理FSK调制电路是由两个ASK调制电路组合而成，它的电原理图，如图3-1所示。16K02为两ASK已调信号叠加控制跳线。用短路块仅将1-2脚相连，输出“1”码对应的ASK已调信号；用短路块仅将3-4脚相连，输出“0”码对应的ASK已调信号。用短路块将1-2脚及3-4脚都相连，则输出FSK已调信号。因此，本实验箱没有专门设置ASK实验单元电路。 图3-1 FSK调制解调电原理框图 图3-1中，输入的数字基带信号分成两路，一路控制f1=32KHz的载频，另一路经反相器去控制f2=16KHz的载频。当基带信号为“1”时，模拟开关B打开，模拟开关A关闭，此时输出f1=32KHz；当基带信号为“0”时，模拟开关B关闭，模拟开关A打开，此时输出f2=16KHz；在输出端经开关16K02叠加，即可得到已调的FSK信号。电路中的两路载频(f1、f2)由时钟与基带数据发生模块产生的方波，经射随、选频滤波、射随、再送至模拟开关4066。载频f1的幅度调节电位器16W01，载频f2的幅度调节电位器16W02。四、实验设置1. FSK调制模块16K02：两ASK已调信号叠加控制跳线。用短路块将1-2脚及3-4脚都相连，则输出FSK已调信号。16TP01：32KHz方波信号输入测试点，由4U01芯片(EPM240)编程产生。16TP02：16KHz方波信号输入测试点，由4U01芯片(EPM240)编程产生。16TP03：32KHz载波信号测试点，可调节电位器16W01改变幅度。16TP04：16KHz载波信号测试点，可调节电位器16W02改变幅度。16P01：数字基带信码信号输入铆孔。16P02：FSK已调信号输出铆孔，此测量点需与16P01点波形对比测量。2．FSK解调模块17W01：解调模块压控振荡器的中心频率调整电位器。17P01：FSK解调信号输入铆孔。17TP02：FSK解调电路中压控振荡器输出时钟的中心频率，正常工作时应为32KHz左右，频偏不应大于2KHz，若有偏差，可调节电位器17W01。17P02：FSK解调信号输出，即数字基带信码信号输出，波形同16P01。3．噪声模块3W01:噪声电平调节。3W02：加噪后信号幅度调节。3TP01:噪声信号测试点，电平由3W01调节。3P01:外加信号输入铆孔。3P02:加噪后信号输出铆孔。五、实验内容及步骤1．插入有关实验模块：在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“ FSK调制模块” 、“噪声模块”、“FSK解调模块”，插到底板“G、A、B、C”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。2．信号线连接：用专用导线将4P01、16P01；16P02、17P01连接（注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔）。3．加电：打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。4．设置好跳线及开关：用短路块将16K02的1-2、3-4相连。拨码器4SW02：设置为“00000”，4P01产生2K的 15位m序列输出；设置为“00010”，4P01产生2K的 31位m序列输出。5．载波幅度调节：16W01：调节32KHz载波幅度大小，调节峰峰值4V。16W02：调节16KHz载波幅度大小，调节峰峰值4V。用示波器对比测量16TP03、16TP04两波形。6．FSK调制信号和巳调信号波形观察：双踪示波器触发测量探头接16P01，另一测量探头接16P02，调节示波器使两波形同步，观察FSK调制信号和巳调信号波形，记录实验数据。7．FSK解调参数调节：调节17W01电位器，使压控振荡器锁定在32KHz（16 KHz行不行？），同时可用频率计监测17TP02信号频率。8．关机拆线：实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。注：由于本实验中载波频率为16KHz、32KHz，所以被调制基带信号的码元速率不要超过4KHz。3.2
PSK(DPSK)调制解调实验（2学时）一、实验目的1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法；2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试；3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。二、实验仪器1．时钟与基带数据发生模块，位号：G2．PSK调制模块，位号A3．PSK解调模块，位号C4．信号连接线4根5．复接/解复接、同步技术模块，位号I6．20M双踪示波器1台7．小平口螺丝刀1只8．频率计1台（选用）三、实验原理相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。（一） PSK调制电路工作原理二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图4-1所示。1．载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即?相载波信号。为了使0相载波与?相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01和37W02调节。2．模拟开关相乘器对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0相载波与?相载波分别加到模拟开关A：CD4066的输入端（1脚）、模拟开关B：CD4066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A的输入控制端（13脚），它反极性加到模拟开关B的输入控制端（12脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关A的输入控制端为高电平，模拟开关A导通，输出0相载波，而模拟开关B的输入控制端为低电平，模拟开关B截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A的输入控制端为低电平，模拟开关A截止。而模拟开关B的输入控制端却为高电平，模拟开关B导通。输出?相载波，两个模拟开关输出通过载波输出开关37K02合路叠加后输出为二相PSK调制信号。另外，DPSK调制是采用码型变换加绝对调相来实现，即把数据信息源（伪随机码序列）作为绝对码序列?an?，通过码型变换器变成相对码序列?bn?，然后再用相对码序列?bn?，进行绝对移相键控，此时该调制的输出就是DPSK已调信号。本模块对应的操作是这样的（详细见图4-1），37P01为PSK调制模块的基带信号输入铆孔，可以送入4P01 点的绝对码信号（PSK），也可以送入相对码基带信号(相对4P01点的数字信号来说，此调制即为DPSK调制)。 图4-1 相位键控调制解调电原理框图 四、实验设置1．PSK调制模块37K02：两调制信号叠加。1-2脚连（3-4断开），输出“1”的调制信号；3-4脚连（1-2断开），输出“0”的调制信号。37W01：调节0相载波幅度大小，调节37TP02峰峰值2～4V。37W02：调节π相载波幅度大小，调节37TP03峰峰值2～4V。37P01：外加数字基带信号输入铆孔。37TP01：频率为1.024MHz方波信号，由4U01芯片(EPM240)编程产生。37TP02：0相1.024MHZ载波正弦波信号，调节电位器37W01改变幅度（2～4V左右）。
37TP03：π相1.024MHZ载波正弦波信号，调节电位器37W02改变幅度（2～4V左右）。37P02：PSK调制信号输出铆孔。由开关37K02决定。1-2相连3-4断开时，37P02为0相载波输出；1-2断开3-4相连时，37P02为π相载波输出；1-2和3-4相连时，37P02为PSK调制信号叠加输出。注意两相位载波幅度需调整相同，否则调制信号在相位跳变处易失真。2．PSK解调模块38W01：载波提取电路中压控振荡器调节电位器。38P01：PSK解调信号输入铆孔。38TP01：压控振荡器输出2.048MHz的载波信号，建议用频率计监视测量该点上的频率值有偏差时，此时可调节38W01，使其准确而稳定地输出2.048MHz的载波信号，即可解调输出数字基带信号。38TP02：频率为1.024MHz的0相载波输出信号。38TP03：频率为1.024MHz的π/2相载波输出信号，对比38TP02。38P02：PSK解调输出铆孔。PSK方式的科斯塔斯环解调时存在相位模糊问题，解调出的基带信号可能会出现倒相情况；DPSK方式解调后基带信号为相对码，相绝转换由下面的“复接/解复接、同步技术模块”完成。包含各类专业文献、生活休闲娱乐、各类资格考试、外语学习资料、中学教育、幼儿教育、小学教育、应用写作文书、94实验二 数字调制系统实验等内容。　
　5页 1财富值 实验六 二进制数字调制实验... 15页 1财富值搜...2DPSK 通信系统可以克服上述 2PSK 系统的相位模糊现象,故实际通信中采用 2DPSK... 　3.用频谱仪观察数字基带信号频谱及 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的频谱。 三、基本原理本实验使用数字信源模块和数字调制模块。 1.数字信源 本模块是整个实验系统的... 　实验一 信号,系统及系统... 实验一 数字基带信号 实验二 应用FFT对信号进.....74 实验二 数字调制一、 实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们... 　实验二 数字调制实验 一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换...2DPSK 通信系统可以克服上述 2PSK 系统的相位模糊现象,故实际通信中采用 2DPSK... 　实验二一、 实验目的 数字调制系统仿真实验 1、掌握 ASK,PSK(DPSK)和多进制数字键控等数字调制技术的原理 2、掌握数字调制系统仿真的方法 二、 实验内容 1、设计... 　二进制数字调制系统的性能... 6页 1财富值 20二进制数字调制系统(一) 42页 免费 实验六 数字调制实验doc 3页 免费 二进制数字调制与解调原理 23页 免费 5.4... 　实验二数字图像变换 23页 免费 实验五数字调制系统 3页 2下载券 ...实验二一、 实验目的 数字调制 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系... 　实验四 帧同步 实验四 抽样定理和PAM调制... 实验六载波传输系统1...2、用示波器观察 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 信号波形。 3、用频谱仪观察数字... 　实验二 数字调制实验_物理_自然科学_专业资料。实验二 数字调制实验 一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2、掌握用键控法产生 2ASK、...PSK调制与解调系统实验
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PSK调制与解调系统实验
实验二PSK(DPSK)调制与解调实验；一、实验目的；1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关；2、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法；二、实验内容；1、观察绝对码和相对码波形；2、观察PSK(DPSK)信号波形；3、观PSK(DPSK)相干解调器各点波形；三、实验仪器；1、信号源模块一台2、数字调制模块一台3、数字解；四、实验原理；1、2PSK(
实验二 PSK(DPSK)调制与解调实验一、实验目的1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。2、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。二、实验内容1、观察绝对码和相对码波形。2、观察PSK(DPSK)信号波形。3、观PSK(DPSK)相干解调器各点波形。三、实验仪器 1、信号源模块
一台 2、数字调制模块
一台 3、数字解调模块
一台 4、同步信号提取模块
一台 5、20M双踪示波器
一台 6、连接线
若干四、实验原理1、2PSK(DPSK)调制原理2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如图2-1所示。-A图2-1
2PSK与2DPSK波形对比设二进制单极性码为an，其对应的双极性二进制码为bn，则2PSK信号的一般时域数学表达式为：??S2PSK(t)???bng(t?nTs)?cos?ct?n?其中：
（2－1）??1bn???＋1当an?0时，概率为P当an＝1时，概率为1－P则（2－1）式可变为： ???g(t?nT)???s?cos??ct?????n?S2PSK（t）＝???g(t?nT)?cos??t?0??s?c?????n当an?0
（2－2） 当an?1由（2－1）式可见，2PSK信号是一种双边带信号，比较（2－1）式与（2－2）式可知，其双边功率谱表达式与2ASK的几乎相同，即为：22??P2PSK(f)?fsP(1?P)?G(f?f)?G(f?f)?? cc??122fs(1?P)2G(0)??(f?fc)??(f?fc)?
42PSK信号的谱零点带宽与2ASK的相同，即 （2－3）B2PSK?(fc?Rs)?(fc?Rs)?2Rs?2/Ts（Hz）
（2－4）2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。这种现象常称为2PSK的“倒π”现象，因此，实际中一般不采用2PSK方式，而采用差分移相（2DPSK）方式。2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。例如，假设相位值用相位偏移x表示（x定义为本码元初相与前一码元初相之差），并设?????数字信息“1”
???0?数字信息“0”则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下：数字信息：
0 0 1 1 1 0 0 1 0 12DPSK信号相位： 0 0 0 π 0 π π π 0 0 π或： π π π
0 π π 数字信息（绝对码） 0
1PSK波形DPSK波形相对码0
2PSK与2DPSK波形对比图2-2为对同一组二进制信号调制后的2PSK与2DPSK波形。从图中可以看出，2DPSK信号波形与2PSK的不同。2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。这说明，解调2DPSK信号时并不依赖于某一固定的载波相位参考值。只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK方式中的“倒π”现象发生。同时我们也可以看到，单纯从波形上看，2PSK与2DPSK信号是无法分辨的。这说明，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看成是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对移相而形成。为了便于说明概念，我们可以把每个码元用一个如图2-3所示的矢量图来表示。图中，虚线矢量位置称为基准相位。在绝对移相中，它是未调制载波的相位；在相对移相中，它是前一码元载波的相位。如果假设每个码元中包含有整数个载波周期，那么，两相邻码元载波的相位差既表示调制引起的相位变化，也是两码元交界点载波相位的瞬时跳变量。根据ITU-T的建议，图15-9（a）所示的移相方式，称为A方式。在这种方式中，每个码元的载波相位相对于基准相位可取0、π。因此，在相对移相后，若后一码元的载波相位相对于基准相位为0，则前后两码元载波的相位就是连续的；否则，载波相位在两码元之间要发生跳变。图15-9（b）所示的移相方式，称为B方式。在这种方式中，每个码元的载波相位相对于基准相位可取?π/2。因而，在相对移相时，相邻码元之间必然发生载波相位的跳变。这样，在接收端接收该信号时，如果利用检测此相位变化以确定每个码元的起止时刻，即可提供码元定时信息，这正是B方式被广泛采用的原因之一。 参考相位（a）（b）图2-3
二相调制移相信号矢量图2DPSK的调制原理与2FSK的调制原理类似，也是用二进制基带信号作为模拟开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成2DPSK调制，其调制的基带信号和载波信号分别从“PSK基带输入”和“PSK载波输入”输入，差分变换的时钟信号从“PSK-BS输入”点输入，其原理框图如图2-4所示： 图2-4
2DPSK调制原理框图五、实验步骤1、将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步提取模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下五个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED01、LED02发光，按一下信号源模块的复位键，五个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、PSK调制实验（1）将信号源模块产生的码速率为15.625KHz的周期性NRZ码和64KHz的正弦波（幅度为3V左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“PSK(DPSK)基带输入”和“PSK(DPSK)载波输入”。（2）将数字调制模块中的拨位开关S01拨到0，以信号输入点“PSK基带输入”的信号为内触发源，用示波器双踪同时观察点“PSK基带输入”和点“PSK调制输出”的波形。4、PSK解调实验① 用信号源模块产生的NRZ码为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调制模块的信号输出点“ASK调制输出”能输出正确的ASK调制波形。② 将“ASK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“ASK-IN”，观察信号输出点“ASK-OUT”处的波形，并调节标号为“ASK判决电压调节”的电位器，直到在该点观察到稳定的NRZ码为止。将该点波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“ASK-BS”，观察信号输出点“OUT1”、“OUT2”、“OUT3”、“ASK解调输出”处的波形，并与信号源产生的NRZ码进行比较。③ 改变信号源产生的NRZ码的设置，重复上述观察。 六、输入、输出点参考说明1、输入点参考说明ASK-IN：
ASK调制信号输入点。ASK-BS：
ASK解调位同步信号输入点。ASK基带输入：
ASK基带信号输入点。ASK载波输入：
ASK载波信号输入点。2、输出点参考说明ASK调制输出： ASK调制信号输出点。OUT1：
ASK调制信号经耦合电路后的信号输出点。OUT2：
ASK信号经二极管检波电路后的信号输出点。OUT3：
ASK检波后的信号经低通滤波器后的信号输出点。ASK-OUT：
ASK解调信号经电压比较器后的信号输出点(未经同步判决)。ASK解调输出： ASK解调信号输出点。 七、实验报告要求1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。2、根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图，并分析实验现象。3、画出本实验的电路原理图。包含各类专业文献、中学教育、应用写作文书、生活休闲娱乐、专业论文、行业资料、17实验三
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于一种新的MPPSK调制解调器实现结构的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：一种新的MPPSK调制解调器实现结构 第42卷第 2期 2012年 3月东南大学学报(自然科学版) JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY (Natural Science Edition) Vo1.42
NO.2 M ar.2012 doi:10.3969/j.issn.. 一种新的 MPPSK 调制解调器实现结构应鹏魁 吴乐南(东南大学信息科学与工程学院,南京 210096) 摘要:为了简化多元位置相移键控(MPPSK)接收机的结构并提升其解调性能,给出了一种 MPPSK 调制器的实现结构,并提出了一种全新的基于冲击滤波多路判决的MPPSK解调器实现结构.该解调器结构先对冲击滤波器的输出信号取绝对值并进行低通滤波处理,再将得到的冲击包络通过由不同位同步信息控制的抽样判决器,将判决结果叠加,即可得到最终的符号序列.仿真结果表明,与基于锁相环的解调器结构相比,该解调器的结构更简单,解调性能更好.随着进制数的增大,MPPSK 调制信号功率谱的边带线谱逐渐降低甚至消失,从而紧缩了信号功率谱,降低了邻道干扰,提高了频谱利用率.(来源：淘豆网[/p-7671017.html])因此,在加性高斯白噪声信道条件下,该实现结构具有较强的应用优势. 关键词:MPPSK调制;多路判决;同步;抽样;锁相环;功率谱中图分类号:TN919.6
文献标志码:A
文章编号:(4-05 New scheme of M PPSK modem Ying Pengkui
W u Lenan (School of Information Science and Engineering,Southeast University,Nanjing 210096,China) Abstract:In order to simplify the structure of the M—ary phase position shift keying(MPPSK)re— ceiver and enhan ce the demodulation perform ance.an
implementation scheme of the M PPSK modu. 1at(来源：淘豆网[/p-7671017.html])or is proposed,and a novel scheme of the M PPSK demodulator which uses the multi.path discrim— ination based on the output of impacting filter is put forward.Firstly,for the output of the impacting filter,the absolute value is taken and the low.pass filtering is done.Secondly.the output envelope of the low.pass filter is put into sample discriminators controlled by different bit synchronization.Fi— nally,the discriminator results are added and the f(来源：淘豆网[/p-7671017.html])inal symbol sequence is obtained.The simulation results indicate that this scheme is simpler and the demodulation perform ance is better than that based on phase locked loop.W ith the increase of the hexadecimal number,the line ponents in the power spectrum of the M PPSK modulated signal e lower an d even disappear .which tightens the power spectrum of the M PSK modulated signa1.reduces the adjacent—channel interfer— ence and improves the frequency (来源：淘豆网[/p-7671017.html])spectrum utilization.Therefore.this implem entation structure has a strong application advan tage in the additive white Gaussian
noise channe1. Key words:M—ary phase position shift keying (MPPsK)multi—power spectrum 高速增长的无线多媒体业务对信号传输带宽提出了越来越高的要求.将传统的二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)调制扩展为不对称的 EBPSK调制,是提高频谱利用率的一种新尝试 .虽然 EBPSK调制波形中的符号“0”和“1”均含有Ⅳ个正弦载波周期,但符号“1”的调相区间只含有 个载波周期.(来源：淘豆网[/p-7671017.html])由于 K&N,故 EBPSK是不对称调制,且符号“1”的相位跳变一般固定在符号的起始位置,每个符号只能携带 1 bit信息.将 EB. PSK与脉冲位置调制相结合,可得到多元位置相收稿日期:. 作者简介:应鹏魁(1987一),男,硕士生;吴乐南(联系人),男,博士,教授,博士生导师,wuln@seu.edu.ca. 基金项目:国家高技术研究发展计￣(863计划)资助项目()、国家自然科学基金资助项目(). 引文格式:应鹏魁,吴乐南.一种新的 MPPSK调制解调器实现结构[J].东南大学学报:自然科学版,):204—208.[doi:10.3969/ j.issn..] 第 2期 应鹏魁,等:一种新的 MPPSK调制解调器实现结构 205 移键控(M—ary phase position shift keying, MPPSK)E 3 3或类似的随机脉位键控(random (来源：淘豆网[/p-7671017.html])pulse position keying,RPPK)
调制,进一步提高了频谱利用率. 本文研究了基于冲击滤波多路判决的 MPPSK 调制解调器(MODEM)的实现结构.仿真结果表明,与基于锁相环的 MPPSK_3 相比,该解调器的解调效果更优,实现更为简单. 1
MPPSK 调制 振荡与 EBPSK 调制相比,在 MPPSK 调制中,采用进制信息符号直接控制正弦载波的相位跳变时 f波形样本‘‘0’,卜_一 复波形样本‘‘1’'卜__一用器波形样本“M一1”卜图 1 查表方式产生 MPPSK 调制信号框图 K调制信号信 型 几 n 苎翌耍周期 置·不曼璧 。,二 叶 。’个码元周期[0, Ⅳ]内的 MPPSK调制信号可表示 …为 图2 开关方式产生 MPPsK调制信号框图(f)= f0(t)=sinw t
(1a) sino9 t
0≤f≤(k一1)
, 1≤ k≤ M 一1 sin((cJ。t+0)(k一1)KT&t&(k—r )(来源：淘豆网[/p-7671017.html])KT, 0≤≤盯.1≤ k≤M 一1 sino9。t
≤t&JV , 1≤ k≤ M 一1 (1b) 式中,k=0,1,…,M 一1为实际发送的符号,共有 M &2种取值;∞为载波角频率;T=2&rr/w 为载波周期;,. 为符号保护间隔控制因子,且 0≤rg&1. ,
共同组成了改变信号带宽、传输效率和解调性能的调制参数 .不难得出,当 M =2,Fg =0时,式(1)即退化为 EBPSK 调制的统一表达式,因此 EBPSK调制是 MPPSK调制的一个特例. 2 调制器结构全数字化 MPPSK调制器可由包含 个符号采样值的查找表和数模转换器(DAC)组成 J.其实现方法为:在 进制序列的控制下选择相应的波形样本,经 DAC转换成已调制的模拟信号(见图 1).这种调制器实现方法虽然原理简单,但查找表存储的波形样本数不仅与进制数 有关,还与采样率有关,随着 或采样率的增大,查找表的存储空间也相应增大.因此,本文采用如图 2所示的模数(来源：淘豆网[/p-7671017.html])混合方式实现 MPPSK调制器.图中,
=1/T 为载波频率; =
为相位跳变的载波持续时间, 即调制区间.信息序列用于选择电子开关,低电平时电子开关拨向 ,高电平拨向 .符号“0”对应的信息序列全是低电平,其余 M 一1个符号对应的高电平出现在一个符号内的不同位置. 按照图 2实现 MPPSK调制器的前提是产生所需的信息序列(见图 3).M 进制信源发生器随机产生 M进制信息序列,在与频率为符号速率、占空比为 K/N的抽样脉冲相乘后分为 M 一1路,每路经过不同延时后叠加的结果即为图 2中的信息序列.各路信息序列的具体延时已由式(1b)定义,在 I≤足≤M 一1的前提下:k=1时,该路无延时;k=2 时,该路相位跳变延时 KT;k=3时,该路相位跳变延时 2KT;以此类推,k=M 一1时,该路相位跳变延时(M 一2)KT.各路信息序列叠加后便可获得 r所对应的高电平出现位置受原始符号控制的信息序列(即图 2中的信息序列). 图 3 产生信息序列框图在图 1方案中,DAC的最高转换速率直接(来源：淘豆网[/p-7671017.html])决定了 MPPSK调制信号的载波频率,即限定了系统的传输码率.按照图2和图 3方式实现的 MPPSK 调制不仅可省去较为昂贵的高速高精度 DAC,还可获得更高的传输码率. 3 解调器结构文献[3]利用锁相环鉴相器实现了对于 MPPSK调制信号的解调.由文献[3,5]的仿真结果可知,利用冲击滤波器 对 EBPSK信号进行解调,可以取得更好的误比特率(BER)性能 .因 http://journa1.seu. 206
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第42卷此,本文采用基于冲击滤波器的 MPPSK解调方法.冲击滤波器是一类特殊的 IIR带通滤波器,其中心频率具有极窄的陷波一选频特性,使得 EBPSK 调制信号的滤波输出波形在符号“1”的相位跳变处产生明显而强烈的寄生调幅冲击,据此可进行检测判决.以单零点一3极点的冲击滤波器为例,其传递函数为 H(z)= 式中 b0+blZ一+b2z一 1一alZ一一a2z一一a3z
一a4z一一asz一一a6z一(2) b0=1, b1= 一 1.618 092(来源：淘豆网[/p-7671017.html]) 409 933 249 b2=0.999 900 002 500 000 a1= 一4.562 007 492 096 165 a2=9.586 283 941 681 948 a3= 一11.566 980 661 101 638 aa=8.452 352 883 974 324 a5= 一3.546 714 769 300 573 a6=0.685 515 443 313 960 将式(1)表示的 MPPSK调制信号经过式(2) 表示的冲击滤波器,对冲击滤波器的输出取绝对值并进行低通滤波处理,将得到的冲击包络分为 M 一1路,分别进行抽样判决(见图 4).第 1路判决器只负责区分符号“1”,即将位同步脉冲对准符号“1”冲击包络的最高处,使得该位同步脉冲对符号“1”的抽样值必然大于对 M 一1种符号(包含符号“0”)的抽样值,因此抽样判决器 1将符号“1”判为 1,将其余 M一1种符号判为 0,即得到了一路判决信息.同理,其余 M 一2路判决器按照同样的方式区分出其对应的符号,再各自乘以所对应的增益后进行叠加,即可得到最终的判决输出,即 M 进制信息序列. 图 4
MPPSK解调器框图由于各非零符号产生的冲击包络峰值的相对位置是已知的,虽然图 4中包含 M 一1路抽样判决器,但事实上只需获得抽样判决器 1的位同步信息即可,其余 M 一2路抽样判决器的位同步信息全部可由第 1路的位同步信息经适当延时获得.例如, 在 K=2、采样频率 与载波频率.厂c之比为 10时, 根据式(1b)可知,符号“1”在第 1,2个载波发生相位跳变,符号“2”在第 3,4个载波发生相位跳变. 也就是说,符号“1”和“2”之间的冲击包络峰值相差 2个载波周期的采样点数,即￣:(L/fo)=20.因此,只需将第 1路抽样判决器的位同步信息延时 t =20×(1/L)即可得到第 2路的位同步信息.其余各路的位同步信息均可类似获得. 图5(a)为 4进制信源序列中的4个符号{3,2, 1,0};图 5(b)为图 2中所需的信息序列;图 5(c)为按照图 2方法采用该信息序列产生的 4PPSK调制信号.从图中可以看出,由图 5(b)得到的 4PPSK调制信号的调制过程与 EBPSK调制 类似,不同之处只是对原始多进制序列的预处理过程. 1.O s O 采样点数/1O (a)信源 4 仿真结果与分析 。下面通过仿真实验来验证上述 MPPSK调制 1 解调方法的可行性与有效性.为简单起见,仿真参 0 数设置为:K=2,N=20,M =4,r =0, =1T,fo=10
—1 MHz, /fo=10,码率为(fo/U)logM =1 Mbit/s.与 。包含相同参数的 EBPSK调制相比,4PPSK调制信息的码率提升了 1倍.仿真实验采用 AWGN信道. http://journal。seu. 7 . 08 8.09
8.16 8.17 采样点数/1O (b)信息序列. 08 8.09
8.16 8.17 采样点￣t/lo (c)4PPSK调制信号图 5 信源、信息序列及 4PPSK调制信号 208
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第42卷馨 100 80 譬460。 20 .— 1.12O
1.130 采样点数/1O (a)信源 1.120
1.122 1.O 0.5 馨 O 1.124
1.13O 采样点数/1O (b)冲击包络 1.120
1.130 采样点数/lO (c)第 1路位同步信息图 9 信源、冲击包络及第 1路位同步信息 lO 0 10一 1O一2 墼l0 1O一 10—5 —1O
15 信噪比/fiB 图 10 误码率曲线令人满意.当误码率为 10 I4时,采用本文方法得到的解调性能较 EBPSK低约 3 dB,但信息速率提升了 1倍.这意味着 4PPSK和 EBPSK传送每位信息所需的信噪比相同,而本文方法得到的信噪比较锁相环解调低约 9 dB. 5
结论 1)将频率为符号速率、占空比为 K/N 的抽样脉冲与原始信源序列相乘,并将不同分路经过不同延时后叠加,即可获得 MPPSK调制信号. 2)接收信号经冲击滤波后采用多路判决器获得最终输出.与基于锁相环的解调器相比,该解调器的结构更简单,解调性能更好. 3)进制数 的增大可使发送非零符号时相位跳变出现随机变化,从而降低甚至消除了边带线谱,紧缩了 MPPSK调制信号的功率谱,降低了邻 http://journa1.seu. 道干扰,提高了频谱利用率. 4)在通信系统中,位同步信息的提取尤为重要,它将直接影响系统的解调性能.仿真实验中采用的第 1路位同步信息为理想位同步,其余则由第 1路位同步信息经不同延时获得.因此,第 1路位同步信息的提取是今后研究的重点内容之一. 参考文献(References) [1]吴乐南.超窄带高速通信进展[J].自然科学进展, ):. W u Lenan.UNB high—munication progress [J].Progress in Natural Science,),1467 —1473.(in Chinese) [2]Wu Lenan,Feng Man,Qi Chenhao,et a1.Recent patents on ultra narr0w ban d modulations『J]. Recent Patents on Signal Processing,):1—12. [3] Qi Chenhao,Wu Lenan.PLL demodulation technique for M—ray position phase shift keying[J].Journal of Electronics:China,):289—295. [4] Li Bin,Zhou Zheng,Zou Weixia.RPPK modulation with high data rates[J].Science China Information Sciences,):344—354. [5]冯熳,高鹏,吴乐南.超窄带调制信号的特殊滤波分析与仿真[J].东南大学学报:自然科学版,):227—230. Feng M an,Gao Peng,W u Lenan.Analysis an d simula— tion of special filtering based on ultra narr0w ban d mod— ulated signal[J].Journal ofSoutheast University:Natu— ral Science Edition,):227—230.(in Chi— nese) [6]Wu Lenan,Feng Man.On BER performance of EBPSK— MODEM in AWGN channel[J].Sensors,):. [7]Feng Man ,Wu Lenan,Ding Jiajia,et a1.BER analysis an d verification of EBPSK system in AW GN chan nel [J].IEICE mun,2011,E94一B(3):806— 809. [8] 吴金铃,吴乐南.基于 FPGA 的 EBPSK解调器实现[J].数字技术与应用,—19. W u Jinling,W u Lenan .The implementation of EBPSK demodulation based on FPGA[J].Digital Technology andApplication,2009(1I):17—19.(in Chinese) [9]吴乐南,应鹏魁.扩展的二元相移键控调制参数性能比较[J].电波科学学报,):961—965. W u Lenan ,Ying Pengkui. Extended parison with v￣ous modulation parameters『J 1.Chinese Jo“r- nal of Radio Science,):961—965.(in Chi— nese)播放器加载中，请稍候...
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一种新的MPPSK调制解调器实现结构 第42卷第 2期 2012年 3月东南大学学报(自然科学版) JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY (Natural Science Edition) Vo1.42
NO.2 M ar.2012 doi:10.3969/j.issn.. 一种新的 MPPSK 调制解调器实现结构应鹏魁 吴乐南(东南大学信息科学与工程学院,南京 210096) 摘要:为了简...
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