移动通信原理实验报告1--QPSK调制解调实验

课程名称 移动通信原理 实验序号 实验1 实验名称 QPSK调制解调实验 实验地点 实验学时 2 实验类型 验证性 一、实验目的及要求1. 了解QPSK调制和解调的基本原理；2熟悉软件完成QPSK的过程二、 实验原理与内容内容：1熟悉QPSK调制和解调过程；2通过示波器测试QPSK各点的波形；3*.设计一个通过DSP程序完成QPSK的程序，加强对QPSK的理解。原理：BPSK是用两种相位(0, )来表示两种信息，而四相移相键控（QPSK）是利用载波的四个不同相位来表征数字信息，每一个载波相位代表两个比特的信息。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，采用相应的相位来表示。当初始相位取0时，四种不同的相位为：0,/2,3/2 分别表示数字信息：11、01、00、10；当初始相位为时，四种不同的相位为：、分别表示11、01、00、10。这两种QPSK信号可以通过图4-9-1的矢量图来表征。图4-9-1 QPSK信号的矢量图表示QPSK信号可以表示为：，其中I(t)称为同相分量，Q(t)称为正交分量。根据上式可以得到QPSK正交调制器的方框图，如图4-9-2所示。图4-9-2 QPSK系统调制器原理框图 从图4-9-2可以看出，QPSK调制器可以看作为两个BPSK调制器构成，输入的二进制信息序列经过串并转换，分成两路速率减半的序列I(t)和Q(t)，然后对和进行调制，相加后即可得到QPSK信号。经过串并变换之后的两个支路，一路为单数码元，另一路是偶数码元，这两个支路为正交，一个称为同相支路，即I支路，另一个称为正交支路，即Q支路。QPSK信号可以采用两个正交的载波信号实现相干解调。通过载波恢复电路，产生相干载波，分别将同相载波和正交载波提供给同相支路和正交支路的相关器，经过积分、判决和并串转换，即可恢复原来的二进制信息。QPSK解调框图如图4-9-3所示。图4-9-3 QPSK相干解调框图现在QPSK实验中，我们采用了DSP来软件实现QPSK调制和解调。本实验中，利用DSP用软件完成BPSK的调制和解调。由DSP产生一个数据源，并进行串并转换，分为I路和Q路，同时产生同频的正弦信号和余弦信号，分别和I、Q路相乘，再将I、Q路合路，实QPSK调制，通过DSP的MCBSP2口串行发送，再通过D/A转换和上变频进行传输。接收方通过下变频和A/D变化，将数据通过DSP的MCBSP2串行交给DSP，DSP做相干解调，恢复出原始数据信息。三、 实验软硬件环境一台示波器，一台移动通信试验箱四、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）1. 打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化。初始化结束后显示“初始化完成，请使用”，此时可以进行下面操作；2. 先按下“菜单”键，再按下数字键“5”选择“五、 数字调制解调”，再按数字键“2”选择“2. QPSK调制”；3. 在测试点TP201测试输入的基带数据波形。4. 在测试点TP202测试发送的I路数据；5. 在测试点TP203测试发送的Q路数据；6. 在测试点TP308测试QPSK调制波形；7. 在测试点TP204测试接收的I路解调数据；8. 在测试点TP205测试接收的Q路解调数据；9在测试点TP206测试接收解调后数据。 五、 测试/调试及实验结果分析该结果是3、4、5、6步操作的结果（黄色是基带信号，浅蓝色是I路信号，粉红色是Q路信号，深蓝色是QPSK调制波形）该结果图是7、8步的结果（浅蓝色是I路信号，深蓝色是I路解调信号，粉红色是Q路信号，黄色是Q路解调信号）该结果图是第9步的结果（黄色是基带信号，浅蓝色是调制信号，粉红色是解调后的信号）六、实验结论与体会由上面的第三张结果图可以看出，基带信号在通过调制信号出来的解调信号基本是和基带信号一样的，由第二张结果图可以看出调制前与解调后波形基本一致，但是有时延，可以得出QPSK调制是相干解调。