DBPSK调制解调实验
DBPSK调制解调实验
班级：2016112 学号：20161223 姓名：谢峻漪实验三DBPSK调制/解调实验一、实验目的1、了解BPSK差分解调的基本工作原理；2、掌握DBPSK数据传输过程；二、预备知识1、差分BPSK的解调基本工作原理；2、软件无线电的基本概念；三、实验仪器1、J H5001-4实验箱一台；2、20MHz示波器一台；四、实验原理差分BPSK是相移键控的非相干形式，它不需要在接收机端恢复相干参考信号。
非相干接收机容易制造而且便宜，因此在无线通信系统中被广泛使用。
在DBPSK系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK调制器调制。
差分编码后的序列﹛a n﹜是通过对输入b n与a n-1进行模2和运算产生的。
如果输入的二进制符号b n为0，则符号a n与其前一个符号保持不变，而如果b n为1，则a n与其前一个符号相反。
差分编码原理为：n)a⊕-=nab(()1(n)其实现框图如图4.3-1所示：图4.3-1 差分编码示意图一个典型的差分编码调制过程如4.3-2图所示：图4.3-2 差分编码与载波相位示意图 在DBPSK 中,其不需要进行载波恢复,但位定时仍是必须的。
在DPSK 中如何恢复位定时信号，初看起来比较复杂。
我们仍按以前的信号定义，如图4.3-3所示：图4.3-3 位定时误差信号提取实际上其与相干BPSK 中的位定时恢复是一样的，由由其存在一个较小的系统剩余频差（发送中频与接收本地载波的频差，其与码元速率相比而言一般较小），结果是在每个剩余频差的周期中，具有很多有码元信号（例如对于64KBPS 的速、剩余频差为1KHZ ，则每个剩频差的周期中可包含64个码元符号）。
从这些码元信号中可以根据下面的公式对位定时误差的大小进行计算：)]2()2()[()(+--=n S n S n S n e b当然在剩余载波发生正负变化时，按上式提取的位定时误差信号可能出现不正确的情况，但只要在位定时误差信号的输出端加一滤波器，就可以克服在DBPSK 中剩余载波的影响（在相对剩余载波不大时）。
二相BPSD(DPSD)调制解调试验
实验八二相BPSK(DPSK)调制解调实验实验四二相BPSK(DPSK)调制解调实验实验内容1.二相BPSK调制解调实验2.二相DPSK调制解调实验3.PSK解调载波提取实验一. 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8-1是二相PSK（DPSK）调制器电路框图。
图8-2是它的电原理图。
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。
下面对图8-2中的电路作一分析。
1.载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放作倒相器，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。
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π相载波分别加到模拟开关1：U302：A的输入端（1脚）、模拟开关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的输入控制端（13脚），它反极性加到模拟开关2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1的输入控制端为高电平，模拟开关1导通，输出0相载波，而模拟开关2的输入控制端为低电平，模拟开关2截止。
反之，当信码为“0”码时，模拟开关1的输入控制端为低电平，模拟开关1截止。
而模拟开关2的输入控制端却为高电平，模拟开关2导通。
输出π相载波，两个模拟开关的输出通过载波输出开关K303合路叠加后输出为二相PSK调制信号，如图8-3所示。
通信原理DBPSK调制及解调实验
实验五DBPSK调制及解调实验一、实验目的1、掌握DBPSK调制和解调的基本原理；2、掌握DBPSK数据传输过程，熟悉典型电路；3、熟悉DBPSK调制载波包络的变化；二、实验器材1、主控&信号源、9号、13号模块各一块2、10号（选）、11号模块（选）各一块3、双踪示波器一台4、连接线若干三、实验原理1、DBPSK调制解调（9号模块）实验原理框图DBPSK调制及解调实验原理框图2、DBPSK调制解调（9号模块）实验框图说明基带信号先经过差分编码得到相对码，再将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始相对码，最后经过差分译码恢复输出原始基带信号。
其中载波同步和位同步由13号模块完成。
四、实验步骤实验项目一DBPSK调制信号观测（9号模块）概述：DBPSK调制实验中，信号是用相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。
本项目通过对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证DBPSK调制原理。
1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。
将9号模块的S1拨为0100，13号模块的S3拨为0111。
3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz，调节信号源模块的W3使256KHz 载波信号的峰峰值为3V。
4、实验操作及波形观测。
（1）以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”；（2）以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”。
（2）以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。
思考：分析以上观测的波形，分析与ASK有何关系？实验项目二DBPSK差分信号观测（9号模块）概述：本项目通过对比观测基带信号波形与NRZ-I输出波形，观察差分信号，验证差分变换原理。
通信原理实验八 PSK DPSK 调制、解调原理实训
实验八 PSK/DPSK 调制、解调原理实训一、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。
图 8-1 PSK/DPSK 调制解调实验模块二、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移键控。
本实验中PSK 调制二相PSK(DPSK)的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kbit/s 伪随机码、2KHz 方波、CVSD 编码信号等。
模拟信号1.024MHz 载波输入到载波倒相器的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。
调节电位器VR801 和VR802 可使0 相载波与π相载波的幅度相等。
对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。
0 相载波与π相载波分别加到两个模拟开关的输入端，在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关1 的输入控制端，它反极性加到模拟开关2 的输入控制端，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1 的输入控制端为高电平，开关1 导通，输出0 相载波；而模拟开关2 的输入控制端为低电平，开关2 截止。
反之，当信码为“0”码时，模拟开关1 的输入控制端为低电平，开关1 截止；而模拟开关2 的输入控制端却为高电平，开关2 导通，输出π相载波。
两个模拟开关的输出通过载波输出开关J801 合路叠加后输出为二相PSK 调制信号。
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。
绝对码是以基带信号码元的电平直接表示数字信息的，如规定高电平代表“1”，低电平代表“0”。
相对码是用基带信号码元的电平与前一码元的电平有无变化来表示数字信息的，如规定：相对码中有跳变表示1，无跳变表示0。
(二)解调实验: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。
DBPSK传输系统实验
实验五DBPSK传输系统实验一、实验原理和电路说明差分BPSK是相移键控的非相干形式，它不需要在接收机端恢复相干参考信号。
非相干接收机容易制造而且便宜，因此在无线通信系统中被广泛使用。
在DBPSK系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK调制器调制。
差分编码后的序列﹛a n﹜是通过对输入b n与a n-1进行模2和运算产生的。
如果输入的二进制符号b n为0，则符号a n与其前一个符号保持不变，而如果b n为1，则a n与其前一个符号相反。
差分编码原理为：anna⊕=-b()(n)1()其实现框图如图3.3.1所示：图3.3.1 差分编码示意图一个典型的差分编码调制过程如3.3.2图所示：图3.3.2 差分编码与载波相位示意图在DBPSK中,其不需要进行载波恢复,但位定时仍是必须的。
在DPSK中如何恢复位定时信号，初看起来比较复杂。
我们仍按以前的信号定义，如图3.3.3所示：图3.3.3 位定时误差信号提取实际上其与相干BPSK 中的位定时恢复是一样的，由于其存在一个较小的系统剩余频差（发送中频与接收本地载波的频差，其与码元速率相比而言一般较小），结果是在每个剩余频差的周期中，具有很多有码元信号（例如对于64KBPS 的速、剩余频差为1KHZ ，则每个剩频差的周期中可包含64个码元符号）。
从这些码元信号中可以根据下面的公式对位定时误差的大小进行计算：)]2()2()[()(+--=n S n S n S n e b当然在剩余载波发生正负变化时，按上式提取的位定时误差信号可能出现不正确的情况，但只要在位定时误差信号的输出端加一滤波器，就可以克服在DBPSK 中剩余载波的影响（在相对剩余载波不大时）。
位定时的调整如下：如果0)(>n e b ，则位定时抽样脉冲向前调整；反之应向后调整。
对DBPSK 的解调是通过比较接收相邻码元信号（I ，Q ）在星座图上的夹角,如果大于900则为1，否则为0,如图3.3.4所示:图3.3.4 DBPSK 差分解调示意图即按下式进行：)2()2()2()2()(+-++-=n Q n Q n I n I n D如果0)(<n D ，则判为１，反之判为0。
BPSKBDPSK 数字传输系统综合实验
实验报告
（2019 / 2020 学年第 1 学期）
课程名称通信原理
实验名称BPSK/BDPSK 数字传输系统综合实验
实验时间2019 年月日指导单位
指导教师
学生姓名班级学号
学院(系) 专业
实验报告
实验报告
有脉冲波形，则DSP没有正常工作，需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。
6、李沙育图形观察：用双踪示波器观察TP605、TP606两测量点的X-Y波形。
7、接收眼图观察：以位定时TP402测量点作同步，观察测量点TP605的接收眼图。
此时为什么看
不到眼图
8、判决点观察：用示波器观察测量点判决点TP510的工作波形。
9、位定时调整观察：TP413为DSP调整之后的最佳抽样时刻，它与TP401具有明确的相位关系。
（1）在输入测试数据为m序列时，用示波器同时观察TP401（发端时钟，观察时以它作同步）、TP413（收端最佳判决时刻）之间的相位关系。
（2）不断按确认键（此时仅对DSP位定时环路初始化），观察TP413的调整过程。
（3）断开S002接收中频接头，在没有接收信号的情况下重复该步实验，并解释原因。
10.以TP101（发送时钟）信号为同步，测量TP102（接收时钟）的抖动情况。
五.实验结果图
实验报告
实验报告
实验报告。
DBPSKQPSK数字调制实验滤波法及数字锁相环位同步提取实验-
DBPSKQPSK数字调制实验滤波法及数字锁相环位同步提取实验-实验十二DBPSK调制及解调实验项目一调制观测1、以9号模块NRZ-I为触发，观测I；以9号模块NRZ-Q为触发，观测Q。
观察实验电路可发现，基带信号先经过查分编码得到相对码，左图将相对码的1电平信号与载波相乘，得到”I”；右图将相对码的0电平与载波的反相相乘，得到”Q“。
观察波形发现，1电平的波形和0电平的波形由180°的相位差。
2、以9号模块基带为触发，观测输出。
观察左图的波形可以发现，在基带信号从“1”变为“0”的时候，调制输出的波形的相位没有发生跳变。
而从右图中可以发现，当基带信号从“0”变为“1”时，调制输出的波形相位发生了180的倒向。
满足DBPSK 的调制原理：“1”变“0”不变。
思考：分析以上观察的波形，分析与ASK有何关系？将DBPSK的调制原理与ASK的比较发现，两者的调制方式几乎相同，不同的只是基带信号：ASK的基带信号是单极性的，DBPSK的则是双极性的。
项目二DBPSK差分信号观测1、以基带信号为触发，观测NRZ-I。
通过观察可以发现，绝对吗与相对码的关系为：bkakbk1项目三DBPSK解调观测1、以基带信号为触发，观测SIN,调节13号模块的W1可以发现“SIN”的波形逐渐稳定，这是表明已恢复出了载波信号。
恢复的载波信号与载波波形相比有略微的延迟。
2、恢复载波之后，以基带信号为触发，单击”复位“观测DBPSK解调输出。
（1）（2）（3）图（1）（2）（3）（4）分别为没有单击“复位”键、单击一次、单击两次、单击三次时的波形图，可以发现四幅图中都没有发生180°的相位模糊的现象，说明使用DBPSK很好的避免解调过程中”反向工作“的问题，恢复出的1、0信号无倒置。
（4）实验十三QPSK/OQPSK数字调制实验项目QPSK/OQPSK数字调制1、以基带信号为触发，观测调制输入及输出。
2、选择调制方式为OQPSK，观测以基带信号为触发观测调制输出。
ASKFSKBPSKDBPSK调制及解调实验
ASK/FSK/BPSK/DBPSK调制及解调实验一、实验目的1.掌握用键控法产生ASK/FSK信号的方法;2.掌握ASK/FSK非相干解调的原理;3.掌握BPSK调制和解调的基本原理；4.掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路；5.了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念；6.熟悉BPSK调制载波包络的变化；7.掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；8.掌握DBPSK调制和解调的基本原理；9.掌握DBPSK数据传输过程，熟悉典型电路；10.熟悉DBPSK调制载波包络的变化；二、实验器材主控&信号源模块9号数字调制解调模块2号数字终端模块13号同步模块示波器三、实验原理ASK调制及解调1.实验原理框图2.实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。
已调信号经过半波整流、低通滤波后，通过门限判决电路解调出原始基带信号。
FSK调制及解调1.实验原理框图2、实验框图说明基带信号与一路载波相乘得到1电平的ASK调制信号，基带信号取反后再与二路载波相乘得到0电平的ASK调制信号，然后相加合成FSK调制输出；已调信号经过过零检测来识别信号中载波频率的变化情况，通过上、下沿单稳触发电路再相加输出，最后经过低通滤波和门限判决，得到原始基带信号。
BPSK调制及解调实验1、BPSK调制解调（9号模块）实验原理框2、BPSK调制解调（9号模块）实验框图说明基带信号的1电平和0电平信号分别与256KHz载波及256KHz反相载波相乘，叠加后得到BPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始基带信号。
DBPSK调制及解调实验基带信号先经过差分编码得到相对码，再将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始相对码，最后经过差分译码恢复输出原始基带信号。
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班级：2016112 学号：20161223 姓名：谢峻漪
实验三DBPSK调制/解调实验
一、实验目的
1、了解BPSK差分解调的基本工作原理；
2、掌握DBPSK数据传输过程；
二、预备知识
1、差分BPSK的解调基本工作原理；
2、软件无线电的基本概念；
三、实验仪器
1、J H5001-4实验箱一台；
2、20MHz示波器一台；
四、实验原理
差分BPSK是相移键控的非相干形式，它不需要在接收机端恢复相干参考信号。
非相干接收机容易制造而且便宜，因此在无线通信系统中被广泛使用。
在DBPSK系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK调制器调制。
差分编码后的序列﹛a n﹜是通过对输入b n与a n-1进行模2和运算产生的。
如果输入的二进制符号b n为0，则符号a n与其前一个符号保持不变，而如果b n为1，则a n与其前一个符号相反。
差分编码原理为：
n
)
a⊕
-
=
n
a
b
(
(
)1
(n
)
其实现框图如图4.3-1所示：
图4.3-1 差分编码示意图
一个典型的差分编码调制过程如4.3-2图所示：
图4.3-2 差分编码与载波相位示意图 在DBPSK 中,其不需要进行载波恢复,但位定时仍是必须的。
在DPSK 中如何恢复位定时信号，初看起来比较复杂。
我们仍按以前的信号定义，如图4.3-3所示：
图4.3-3 位定时误差信号提取
实际上其与相干BPSK 中的位定时恢复是一样的，由由其存在一个较小的系统剩余频差（发送中频与接收本地载波的频差，其与码元速率相比而言一般较小），结果是在每个剩余频差的周期中，具有很多有码元信号（例如对于64KBPS 的速、剩余频差为1KHZ ，则每个剩频差的周期中可包含64个码元符号）。
从这些码元信号中可以根据下面的公式对位定时误差的大小进行计算：
)]2()2()[()(+--=n S n S n S n e b
当然在剩余载波发生正负变化时，按上式提取的位定时误差信号可能出现不正确的情况，但只要在位定时误差信号的输出端加一滤波器，就可以克服在DBPSK 中剩余载波的影响（在相对剩余载波不大时）。
对位定时的调整如下：如果0)(>n e b ，则位定时抽样脉冲向前调整；反之应向后调整。
对DBPSK 的解调是通过比较接收相邻码元信号（I ，Q ）在星座图上的夹角,如果大于900
则为1，否则为0,如图4.3-4所示:
图4.3-4 DBPSK 差分解调示意图
即按下式进行：
)2()2()2()2()(+-++-=n Q n Q n I n I n D
如果0)(<n D ，则判为１，反之判为0。
虽然DBPSK 差分解调降低了接收机复杂度的优点，但它的能量效率比相干BPSK 低3dB 。
在加性高斯白噪声环境中，平均错误概率如下所示：
)exp(210
N E P b e = 在DBPSK 方式中，由于不需要恢复载波，因而不能观察到接收端的眼图信号。
但可以观察判决点之前的信号波形来判断接收信号的质量与解调性能。
差分BPSK 的判决点波形较相干BPSK 要差，如图4.3-5所示。
图4.3-5 DBPSK 解调的判决点波形
在JH5001-4 平台中，差分BPSK 的解调过程如图4.3-6所示：
1、 在图中，A/D 采样速率为4倍的码元速率，即每个码元采样4个样点。
2、 采样之后，进行平方根Nyquist 匹配滤波。
3、 将匹配滤波之后的样点进行样点抽取，每两个样点抽取一个采样点。
即每个码
元采样2个点并送入后续处理。
4、 将每个码元2个点进行位定时处理，根据位定时误差信号对位定时进行调整。
测量点TP402为恢复位定时时钟。
5、 将位定时处理之后的最佳样点送入后续处理（即又进行了2:1的样点抽取）。
6、 对最佳样值进行差分解调，并进行判决处理，判决前信号可在测量点观察到。
1、将JH5001-4 平台初始化模块、D/A模块、A/D模块、解调模块、观测模块的所有
短路器均置于1-2连接；噪声模块的SW001接线座接入最上一排和最下一排，使信道噪声最小，用排线连接CZ01-A和CZ01-B，CZ02-A和CZ02-B、CZ03-A和CZ03-B，CZ04-A和CZ04-B
2、按1.12节中的方式将JH5001-4 平台设置成“差分BPSK模式”。
3、在该方式下只提供m序列输入码型；
4、在“JH5001-4 平台”中, 用中频电缆连接S001、S002，使其在中频上进行
自环连接，即自发自收。
5、检查DSP是否正常工作：测量TP413的波形，如果有脉冲波形，说明DSP已
正常工作；如果没有脉冲波形，则DSP没有正常工作，需按面板上的复位按
钮重新对硬件进行初始化。
6、李沙育图形观察：用双踪示波器观察TP605、TP606两测量点的X-Y波形。
7、接收眼图观察：以位定时TP402测量点作同步，观察测量点TP605的接收眼
图。
此时为什么看不到眼图。
8、判决点观察：用示波器观察测量点判决点TP510的工作波形。
9、位定时调整观察：TP413为DSP调整之后的最佳抽样时刻，它与TP401具有
明确的相位关系。
（1）在输入测试数据为m序列时，用示波器同时观察TP401（发端时钟，观察时以它作同步）、TP413（收端最佳判决时刻）之间的相位关系。
（2）不断按确认键（此时仅对DSP位定时环路初始化），观察TP413的调整过程。
（3）断开S002接收中频接头，在没有接收信号的情况下重复该步实验，并解释原因。
10、以TP101（发送时钟）信号为同步，测量TP102（接收时钟）的抖动情况。
1、画出主要测量点的工作波形；
m序列TP401、TP413
2.说明DBPSK各测量点波形与相干BPSK波形的差异, 为什么不一样？
DPSK优点：克服BPSK相干解调时由于载波恢复中相位有0或π模糊导致反向工作问题。
缺点：相干解调只能恢复相对码，相位信息并不直接代表基带信号，需要经过码反变换器换为绝对码。
BPSK把模拟信号转换成数据值的转换方式之一，利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式。
BPSK使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。
由于最单纯的键控移相方式虽抗噪音较强但传送效率差，所以常常使用利用4个相位的QPSK和利用8个相位的8PSK。