
移动测验指导.docx
36页本文格式为Word版,下载可任意编辑移动测验指导 测验一 MSK 调制解调测验 一、测验目的 1、掌管 MSK 调制和解调的原理 2、理解 MSK 的优缺点 二、测验内容 1、查看 MSK 调制过程中各信号的波形 2、查看 MSK 解调过程中各信号的波形 三、预备学识 1、MSK 调制和解调的根本原理 2、MSK 调制和解调片面的工作原理及电路说明 四、测验器材 1、移动通信原理测验箱 一台 2、20M 双踪示波器 一台 五、测验原理 1 、MSK 调制原理 MSK 称为最小移频键控,是移频键控(FSK)的一种提升型这里"最小'指的是能以最小的调制指数(即 0.5)获得正交信号,它能比 PSK 传送更高的比特速率 二进制 MSK 信号的表达式可写为: ( ) cos = t S MSK ÷øöçèæ+ +kkctTsat jpw2 kTs t Ts k £ £ - ) 1 ( cw 载波角频率; Ts 码元宽度; ka 第 k 个码元中的信息,其取值为1; kj 第 k 个码元的相位常数,它在时间 kTs t Ts k £ £ - ) 1 ( 中保持不变; 当ka =+1 时,信号的频率为:2f =cf +Ts 41 当ka =-1 时,信号的频率为:1f =cf -Ts 41 由此可得频率之差为: f D =2f -1f =Ts 21 那么 MSK 信号波形如图 2.1-1 所示: +- -+ + +- -图 图 2.1-1 MSK 信号波形 为了保持相位的连续,在 t= kTs 时间内应有下式成立: kj =1 - kj +(1 - ka -ka ) (2p( 1 - k ) ) 即:当ka =1 - ka 时,kj =1 - kj ; 当ka 1 - ka 时,kj =1 - kj ( 1 - k ); 若令0j =0,那么kj =0 或,此式说明本比特内的相位常数不仅与本比特区间的输入有关,还与前一个比特区间内的输入及相位常数有关。
( ) cos = t S MSK ÷øöçèæ+ +kkctTsat jpw2 =kj cos ) ( tTs 2cosptcw cos -kakj cos ) ( tTs 2sinptcw sin kTs t Ts k £ £ - ) 1 ( 令kj cos =kI , -kakj cos =kQ 那么: ( ) t S MSK =kI ) ( tTs 2cosptcw cos +kQ ) ( tTs 2sinptcw sin kTs t Ts k £ £ - ) 1 ( 为了便于理解如图 2.1-2 所示: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1kakjkdkj cosk ka j cos)2sin( cosTstak kpj0 p 0 0 p p p 0 0 0 0 p p p p p p0 0 0 0 0 0 0 0+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1)2cos( cosTstkpjk图 图 2.1-2 码元变换及成形信号波形图 根据上面描述可构成一种 MSK 调制器,其方框图如图 2.1-3 所示: 差分编码串/并转换波形选择地址生成器Cos ctSin ctMSK信号波形选择地址生成器EEPROMEEPROMD/A转换器 乘法器乘法器加法器(运放)D/A转换器CPLD时序电路 低通滤波器时序电路 低通滤波器I kQ k延时TsNRZ 图 图 2.1-3 MSK 调制原理框图 输入数据 NRZ,然后通过 CPLD 电路实现差分编码及串/并转换,得到 I k 、Q k 两路数据。
波形选择地址生成器是根据采纳到的数据(I k 或 Q k )输出波形选择的地址EEPROM(各种波形数据存储在其中)根据 CPLD 输出的地址来输出相应的数据,然后通过 D/A 转换器得到我们需要的基带波形,结果通过乘法器调制,运放求和就得到了我们需要的 MSK 调制信号 MSK 基带波形只有两种波形组成,见图 2.1-4 所示: 波形1波形2 图 图 2.1-4 MSK 成形信号 在 MSK 调制中,成形信号取出原理为:由于成形信号只有两种波形选择,因此当前数据取出的成形信号只与它的前一位数据有关假设当前数据与前一位数据一致,输出的成形信号就相反(假设前一数据对应波形 1,那么当前数据对应波形 2);假设当前数据与前一位数据相反,输出的成形信号就一致(假设前一数据对应波形 1,那么当前数据仍对应波形 1) 2 、MSK 解调原理 MSK 信号的解调与 FSK 信号好像,可以采用相干解调,也可以采用非相干解调方式本测验模块中采用一种相干解调的方式 已知: ( ) t S MSK =kI ) ( tTs 2cosptcw cos +kQ ) ( tTs 2sinptcw sin 把该信号举行正交解调可得到: I k 路 [kI ) ( tTs 2cosptcw cos +kQ ) ( tTs 2sinptcw sin ] tcw cos =21kI ) ( tTs 2cosp+41kIúûùêëé+ tTsc) (22 cospw +41kIúûùêëétTsc) - (22 cospw -41kQúûùêëé+ tTsc) (22 cospw +41kQúûùêëé- tTsc) (22 cospw Q k 路 [kI ) ( tTs 2cosptcw cos +kQ ) ( tTs 2sinptcw sin ] tcw sin =21kQ ) ( tTs 2sinp+41kIúûùêëé+ tTsc) (22 sinpw +41kIúûùêëétTsc) - (22 sinpw -41kQúûùêëé+ tTsc) (22 sinpw +41kQúûùêëé- tTsc) (22 sinpw 我们需要的是21kI ) ( tTs 2cosp、21kQ ) ( tTs 2sinp两路信号,所以务必将其它频率成份) (Tsc22pw + 、 ) (Tsc22pw - 通 过 低 通 滤 波 器 滤 除 掉 , 然 后 对21kI ) ( tTs 2cosp、21kQ ) ( tTs 2sinp采样即可恢复成kI 、kQ 两路信号。
根据上面描述可构成一种 MSK 解调器,其方框图如图 2.1-5 所示: MSK信号乘法器乘法器时序电路低通滤波器低通滤波器电平对比器电平对比器抽样判决抽样判决数据恢复数据恢复时序电路并/串转换差分译码Sin ctCos ctNRZCPLDCLKBSI kQk图 图 2.1-5 MSK 解调原理框图 将得到的 MSK 调制信号正交解调,通过低通滤波器得到基带成形信号,并对由此得到的基带信号的波形举行电平对比得到数据,再将此数据经过 CPLD 的数字处理,就可解调得到 NRZ 码 在实际系统中,相干载波是通过载波同步获取的,相干载波的频率和相位只有和调制端载波一致时,才能完成相干解调由于载波同步不是本测验的研究内容,因此在本模块中的相干载波是直接从调制端引入,因此解调器中的载波与调制器中的载波同频同相载波同步的测验可在本测验箱的 CDMA 系统中实现 六、测验步骤 1、MSK 调制测验 ① 将"调制类型选择'拨码开关拨为 10000000 、0001,那么调制类型选择为 MSK 调制 明 说明 1 :为了能用示波器查看调制输出信号波形的相位关系,所以 NRZ 的码速率采用与载波相当的速率,由于本系统的载波频率为 12KHz,所以做调制测验时选择NRZ 码速率为 12Kb/s ② 分别查看差分编码后的"/NRZ'处波形,并由此串并转换得到的"DI'、"DQ'两路数据波形。
③ 分别查看"I 路成形'信号波形、"Q 路成形'信号波形、"I 路调制'同相调制信号波形、"Q 路调制'正交调制信号波形、"调制输出'波形 明 说明 2 :假设在步骤②、③中察觉波形不正确,请按"调制复位'键后持续查看 ④ 用示波器查看"I 路成形'信号、"Q 路成形'信号的 X-Y 波形 明 说明 3 :此波形即为 MSK 调制的星座图用示波器的双踪分别接"I 路成形'和"Q路成形',并选择示波器的"X-Y'模式 2、MSK 解调测验 ① 将"调制类型选择'拨码开关拨为 10000000、0100,"解调类型选择'拨码开关拨为 10000000、0100,那么解调类型选择为 MSK 解调 明 说明 4: :为了能在解调端滤波时能得到与调制端成形信号一致的波形,须加大载波信号与 NRZ 码速率之间的频率差值,所以 NRZ 的码速率采用比载波频率小得多的码速率,由于本系统的载波频率为 12KHz,所以做解凋测验时选择 NRZ 码速率为1.5Kb/s ② 分别查看"I 路解调'信号波形、"Q 路解调'信号波形、"I 路滤波'信号波形、"Q 路滤波'信号波形。
③ 分别查看解调的"DI'、"DQ'两路数据波形,由此并/串转换得到的差分编码 "/NRZ'波形,并查看解调输出的波形 ④ 结果对比调制端"NRZ'波形和解调端"NRZ'波形,看解调是否正确 明 说明 5 :假设察觉解调输出波形不正确,请按下"解调复位'键后持续查看 七、测验斟酌题 1、什么是最小移频键控? 2、MSK 信号具有哪些特点? 八、测验报告要求 1、分析测验电路的工作原理,表达其工作过程 2、根据测验测试记录,在坐标纸上画出 MSK 分别在调制和解调中的各测量点的波形图 3、画出 MSK 在调制和解调中的 X-Y 波形图(即星座图) 4、对测验斟酌题加以分析,并画出原理图 测验二 GMSK 调制解调测验 一、测验目的 1、掌管 GMSK 调制解调原理 2、理解 GMSK 的优缺点 二、测验内容 1、查看 GMSK 调制过程中各信号波形 2、查看 GMSK 解调过程中各信号波形 三、预备学识 1、GMSK 调制解调的根本原理 2、GMSK 调制解调片面的工作原理及电路说明。
四、测验器材 1、移动通信原理测验箱 一台 2、20M 双踪示波器 一台 五、测验原理 1 、GMSK 调制原理 GMSK 调制方式,是在 。












