《第六次通信系统实验报告--——QPSK、OQPSK、DQPSK与MSK的调制与解调.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六次通信系统实验报告--——QPSK、OQPSK、DQPSK与MSK的调制与解调.docx（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第六次通信系统实验报告QPSK、OQPSK、DQPSK与MSK的调制与解调一、实验目的1.1 了解多进制数字调制与解调的概念1.2 掌握QPSK调制与解调的原理及实现方法1.3 掌握OQPSK调制与解调的原理及实现方法1.4 掌握DQPSK调制与解调的原理及实现方法1.5 掌握MSK调制与解调的原理及实现方法二、实验内容2.1 分别采用A方式及B方式QPSK调制，观测调制信号的波形及星座图。2.2 对A方式及B方式的QPSK调制信号解调还原。2.3 分别采用A方式及B方式OQPSK调制，观测调制信号的波形及星座图。2.4 对A方式及B方式的OQPSK调制信号解调还原。2.5 分别采用A方式及B
2、方式DQPSK调制，观测调制信号的波形及星座图。2.6 对A方式及B方式的DQPSK调制信号解调还原。2.7 MSK调制，观测调制信号的波形及星座图。2.8 对MSK调制信号解调还原。三、实验结果及分析3.1 QPSK调制与解调实验3.1.1 说明为了便于我们观察调制信号，采用256分频使BS频率为7.8125KHz,实验中载波频率为7.8125KHz,以下调制实验的码元速率均采用此速率。调制类型选择拨码开关拨为Oool0000、0001,信号源上的码型选择拨为I100Ooo0、IIIOoO00、IlIll(X)0,码元速率选择拨为000000I0OlOlOllOe3.1.2 B方式的QPSK
3、调制实验(1)示波器双踪观测NRZ码经串并转换得到的“DI”和“DQ，结果如图1所示，图1中“DI”在上。图1“DI”与“DQ”波形图分析：图中“DI”与“DQ”波形均正确，合并后与所设置NRZ码型一致。(2)示波器双踪观测“DI”和“I路成形”及“DQ”和“Q路成形”的信号波形，结果如图2、图3所示，其中图2中“D1”在上，图3中“DQ”在上。图2“DI”和“I路成形”信号波形图3“DQ”和“Q路成形”信号波形(3)示波器双踪观测“I路成形”和“I路同相调制”及“Q路成形”和“Q路正交调制”的信号波形，结果如图4、图5所示，其中“I路成形”和“Q路成形”在上。图4“I路成形”和“I路同相调制
4、”信号波形图5“Q路成形”和“Q路正交调制”信号波形分析：上两图中可以清楚看出，“I路成形”调制后，I时为-sin,O时为sin；“Q路成形”调制后，O时为Cos,1时为-Cos。(4)双踪观测“I路调制”及“调制输出”信号波形，如图6所示，“I路调制”在上。图6“I路调制”及“调制输出”信号波形分析：“调制输出”为“I路调制”与“Q路调制”经过加法器所得，图中波形正确。(5)示波器观测“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形(即B方式的QPSK星座图)，结果如图7所示。图7“I路成形和Q路成形”信号的XY波形分析：所设NRZ码型为Il(X)OO00、11100000、IIlIlOO0,所以
5、导致星座图中左上方没有01码型所对应的相位。(6)改变NRZ码型为IloooO00、UlOooO0、11110100,示波器观测“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形(即B方式的QPSK星座图)，结果如图8所示。图8改变码型后“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：改变码型后可见，添加Ol码型，则星座图显示出01所对应的相位3.1.3 A方式的QPSK调制实验调制类型选择拨码开关拨为OoolOOOK0001,信号源上的码型选择拨为I100OO00、11100000.11111000,码元速率选择拨为OoOoOO10、0l010110o(1)观测NRZ码经串并转换得到的“D1”和“D
6、Q”，如图9所示，其中“DI”在上。IiBkJUStopMPos:OOOOs图9“DI”与“DQ”波形图分析：图中“D1”与“DQ”波形均正确，合并后与所设置NRZ码型一致。(2)分别观测“DI”和“I路成形”及“DQ”和“Q路成形”信号，结果如图10、图11所示,其中“DI”、“DQ”在上。图10“DI”和“I路成形”信号波形图11“DQ”和“Q路成形”信号波形（3）示波器双踪观测“I路成形”和“I路同相调制”及“Q路成形”和“Q路正交调分析：上两图中可以清楚看出，“I路成形”调制后，1时为sin,0时为无，-1时为-sin；“Q路成形”调制后，。时为0,1时为cos。（4）双踪观测“I路调
7、制”及“调制输出”信号波形，如图14所示，“I路调制”在上。分析：“调制输出”为“I路调制”与“Q路调制”经过加法器所得，图中波形正确。(5)示波器观测“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形(即B方式的QPSK星座图)，结果如图15所示。类型持续CH1 CIiVI I格式对比度z 增加对比度减小图15“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：所设NRZ码型为IloOOo00、IlIOoOO0、11111000,所以导致星座图中下方没有01码型所对应的相位。(6)改变NRZ码型为IlOooO00、11100000 11110100,示波器观测“】路成形”和“Q路成形图16改变码型后“I
8、路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：改变码型后可见，添加01码型，则星座图显示出01所对应的相位。3.1.4 B方式的QPSK解调实验为了便于我们在解调实验中能完全滤除掉载波，并保留基带成形信号，采用2048分频使BS频率为976.5625Hz,实验中载波频率仍为7.8125KHz,则选定截止频率为3.75KHz的滤波器能将载波及其高次谐波滤除，并保留了基带成形信号，这样才能通过对基带成形信号的判决来正确的解调出NRZ码，以下解调实验均采用此速率。调制类型选择拨码开关及解调类型选择拨码开关都拨为OoolOOO0、0010,信号源上的码型选择拨为IlOOoO00、IlIOoO00、Ill
9、lIO00,码元速率选择拨为OoloOo00、0100100Oo(1)双踪观测“】路成形”和“】路解调”，结果如图17所示，其中“I路成形”在上。图17 “I路成形”和“I路解调”波形图A1：CHI 能阚UtAbOfl / 725mV 12iS3Hz(2)示波器双踪观测”【路成形”和“I路滤波”，结果如图18所示，“I路成形”在上。CH1频率1213Hz?CH1峰-峰值7OOVCH2频率122.1HzCH2峰-峰值_472VCHI无图18“I路成形”和“I路滤波”信号波形分析：可以看到，I路滤波后所得波形与I路成形起伏一致，稍有毛刺，但这些毛刺不会影响对原信号的恢复。所以滤波结果可接受。(3)
10、示波器双踪观测“Q路成形”和“Q路解调”，结果如图19所示，图19中“Q路成形”在上。图19Q路成形”和“Q路解调”波形图，1_TLTLJLnJLJWASURECH1频率12ZoHZCHI峰-峰值7冰（4）示波器双踪观测“Q路成形”和“Q路滤波”，结果如图20所示。.FCH2频率12ZIW三B三ttH1128mV122072H2图20“Q路成形”和“Q路滤波”信号波形分析：图20同图18相似，基于相同的原因，可认为该滤波结果是正确的。（5）示波器双踪观测“调制DI”和“解调DI”及“调制DQ”和“解调DQ”的信号波形，结果如图21、图22所示。图21 “调制DI”和“解调DI”信号波形图22
11、“调制DQ和解调DQ”信号波形分析：图21, 22中，解调后波形与发送信号波形一致。调制与解调正确。(6)示波器观测“I路滤波”和“Q路滤波”信号的X-Y波形(即星座图)，结果如图23所示。DlSPLAY 类型 陶 持续格式对比度 增加对比度 温小XVMode图23 “I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：所设NRZ码型为Il(X)OO00、11100000、IIlIlOO0,所以导致星座图中左上方没 有01码型所对应的相位。(7)改变NRZ码型为IlOOOO00、IllOoO00、IlllOl00,示波器观测“I路滤波”和“Q 路滤波”信号的X-Y波形(即星座图)，结果如图24所示。
12、图24改变码型后“I路滤波”和“Q路滤波”信号的XY波形分析：改变码型后可见，添加01码型，则星座图显示出01所对应的相位。3.1.5 A方式的QPSK解调实验调制类型选择拨码开关及解调类型选择拨码开关都拨为OoOlOO01、0010,信号源上的码型选择拨为IlOooO00、IIIoOO00、IllIIo00,码元速率选择拨为OOIOoO00、OlOOlOOOe(1)示波器双踪观测“I路成形”和“I路解调”，结果如图25所示，图25中“I路成形”在上。21t1：lllll.12M弼便燃隹架盛iCH1/2t，VW显示屏按钮以改变测量图25“I路成形”和“I路解调”波形图(2)示波器双踪观测“I路
13、成形”和“I路滤波”，结果如图26所示。图26“I路成形”和“I路滤波”信号波形分析：可以看到，I路滤波后所得波形与I路成形起伏一致，稍有毛刺，但这些毛刺不会影响对原信号的恢复。滤波结果可接受。(3)双踪观测“Q路成形”和“Q路解调”，如图27所示，其中“Q路成形”在上。图27“Q路成形”和“Q路解调”波形图（4）示波器双踪观测“Q路成形”和“Q路滤波”，结果如图28所示。图28“Q路成形”和“Q路滤波”信号波形分析：可以看到，Q路滤波后所得波形与Q路成形起伏一致，稍有毛刺，但这些毛刺不会影响对原信号的恢复。滤波结果可接受。（5）示波器双踪观测“调制DI”和“解调DI”及“调制DQ”和“解调D
14、Q”的信号波形，结果如图29、图30所示。图29 “调制DI”和“解调DI”信号波形图30 “调制DQ和解调DQ”信号波形分析：图21, 22中，解调后波形与发送信号波形一致。调制与解调正确。maw（6）示波器观测“I路滤波”和“Q路滤波”信号的X-Y波形，结果如图31所示。类七持续丽格式对比度增加对比度一彼小图31“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：所设NRZ码型为HOOOOO0、IIlOOO00、11111000,所以导致星座图中下方没有01码型所对应的相位。(7)改变NRZ码型为IlOOOO00、11100000. 11110100,示波器观测“I路滤波”和“Q 路滤波”信号
15、的X-Y波形(即星座图)，结果如图32所示。图32改变码型后“I路滤波”和“Q路滤波”信号的X-Y波形分析：改变码型后可见，添加01码型，则星座图显示出01所对应的相位。3.2 OQPSK调制与解调实验3.2.1 说明为了便于我们观察调制信号，采用256分频使BS频率为7.8125KHz,实验中载波频率为7.8125KHz,以下调制实验的码元速率均采用此速率。调制类型选择拨码开关拨为00001000、0001,信号源上的码型选择拨为IIlll(X)0、IIloOo00、I100Ooo0,码元速率选择拨为Oooooo10、OlOlOllOe频率S706HZCH2 峰一峰值 3网CH13.2.2
16、B方式的OQPSK调制实验(1)观测NRZ码经串并转换得到的“DI”和“DQ”，如图33所示，其中“DI”在上。CHiwlrWWiLCH1/0.00V图33“DI”与“DQ”波形图分析：图中“D1”与“DQ”波形均正确，合并后与所设置NRZ码型一致。(2)示波器双踪观测“DI”和“I路成形”及“DQ”和“Q路成形”的信号波形，结果如图34、图35所示，其中“DI”与“DQ”在上。1.DnJLnOfli.无无图34 “DI”和“I路成形”信号波形图35 “DQ”和“Q路成形”信号波形(3)示波器双踪观测“I路成形”和“I路同相调制”及“Q路成形”和“Q路正交调 制”的信号波形，结果如图36、图3
17、7所示，其中“I路成形”与“Q路成形”在上。CH1频率851Hz?CHI峰-峰值MOVCH2频片WSkHzOC，峰值220mVCHl；无 XHl258mV 378572HIMEASURE CHI 频率 STZTHi ?CMI“峰值 MoV CK2 斯率 7f?CH2,峰值22tmVCHI 无CH125mV3572H图36 “I路成形”和“I路同相调制”信号波形 图37 “Q路成形”和“Q路正交调制”信号波形 分析：上两图中可以清楚看出，“I路成形”调制后，1时为cos, 0时为-cos； “Q路成 形”调制后，0时为sin, 1时为-sin。(4)示波器双踪观测“I路调制”及“调制输出”信号波
18、形，结果如图38所示。CHl频率7.752kHz?CH1V峰-峰值 172mV CH2 频率8.78824kHzMM-分析：“调制输出”为“I路调制”与“Q路调制”经过加法器所得，图中波形正确。(5)示波器观测“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形(即B方式的QPSK 星座图)，结果如图39所示。图39 “I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：所设NRZ码型为IlIuoO0、Illooo00、IlOoOo00,由于OQPSK调制机制,使 得相位跳变时只能跳跃90 ,虽NRZ码型中没有01码型，但星座图中四个点仍会全部显 示出来。1.1.3 A方式的OQPSK调制实验调制类型选择拨码
19、开关拨为0000100h0001,信号源上的码型选择拨为11111000、11100000.11000000,码元速率选择拨为OooOOO10、01010110o(1)观测NRZ码经串并转换得到的“DI”和“DQ”，如图40所示，其中“DI”在上。CH2/1.70V频率376.6Hz? CH2峰-峰值 368VCHI 无图40“DI”与“DQ”波形图分析：图中“DI”与“DQ”波形均正确，合并后与所设置NRZ码型一致。(2)示波器双踪观测“DI”和“I路成形”及“DQ”和“Q路成形”的信号波形，结果如图41、图42所示。元图41 “DI”和“I路成形”信号波形图42 “DQ”和“Q路成形”信号
20、波形(3)示波器双踪观测“I路成形”和“I路同相调制”及“Q路成形”和“Q路正交调制”的信号波形，结果如图43、图44所示。图43 “I路成形”和“I路同相调制”信号波形图44 “Q路成形”和“Q路正交调制”信号波形分析：上两图中可以清楚看出，“I路成形”调制后，1时为cos,0时为0,-1时为-Cos；“Q路成形”调制后，0时为0,1时为-sin,-1时为Sino(4)双踪观测“I路调制”及“调制输出”信号波形，如图45所示，“I路调制”在上。MEASURE CHI 领率 737kHz CH1 峰中值 248mV CH2 频率图45“I路调制”及“调制输出”信号波形分析：“调制输出”为“I路
21、调制”与“Q路调制”经过加法器所得，图中波形正确。(5)示波器观测“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形(即B方式的QPSK星座图)，结果如图46所示。DISPLAvr釐CHl 20V CH2 2.0V持续对比度增加对比度2J减小XYMode图46“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：所设NRZ码型为IIIIIo00、IIloOo00、I100OO00,由于OQPSK调制机制，使得相位跳变时只能跳跃90,虽NRZ码型中没有Ol码型，但星座图中四个点仍会全部显示出来。1.1.4 B方式的OQPSK解调实验为了便于我们在解调实验中能完全滤除掉载波，并保留基带成形信号，采用2048分频
22、使BS频率为976.5625Hz,实验中载波频率仍为7.8125KHz,则选定截止频率为3.75KHz滤波器能将载波及其高次谐波滤除，并保留了基带成形信号，这样才能通过对基带成形信号的判决来正确的解调出NRZ码，以下解调实验均采用此速率。调制类型选择拨码开关及解调类型选择拨码开关都拨为OOOOIO00、0010,信号源上的码型选择拨为UlUoo0、IIlOoo00、UooOOO0,码元速率选择拨为OOIOoO00、OlOOlOOOe(1)示双踪观测“I路成形”和“I路解调”，如图47所示，其中“I路成形”在上。Nr,用 WW I IN频率1j6O6H2CH2峰-峰值130VCH1无H1 5硒
23、CH2 50OmVM 100msCH1 / 239mV 976.571H2图47“I路成形”和“I路解调”波形图(2)图48 “I路成形”和“I路滤波”信号波形示波器双踪观测“I路成形”和“1路滤波”，结果如图48所示。无 CH12WmV(3)双踪观测“Q路成形”和“Q路解调”，如图49所示，其中“Q路成形”在上。图49 Q路成形”和“Q路解调”波形图(4)示波器双踪观测“Q路成形”和“Q路滤波”，结果如图50所示。图50“Q路成形”和“Q路滤波”信号波形分析：从图48和图50可以看到，滤波的输出准确地反映了原波形，在判决后将理想地恢复出原“I/Q路成形”的波形，该结果正确。(5)示波器双踪观
24、测“调制DI”和“解调DI”及“调制DQ”和“解调DQ”的信号波形，结果如图51、图52所示，其中“调制DI”和“调制DQ”在上,频率 6510Hz?CH2峰-峰值_168VHI 2W CH2 2.00V M1X0v-ai6v 37W71CHI无MEASIjp-CHI频率9766HzCH1*峰值168VCH2频率976和z?CH2峰-峰值38VCHI无图51 “调制DI”和“解调D,信号波形图52 “调制DQ”和“解调DQ”信号波形CH216V376511分析：图51,52中，解调后波形与发送信号波形一致。调制与解调正确。(6)观测”【路滤波”和“Q路滤波”信号的X-Y波形，结果如图53所示。
25、图53“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：因未改变码型，所以X-Y波形同OPSKB方式调制实验。1.1.5 A方式的OQPSK解调实验调制类型选择拨码开关及解调类型选择拨码开关都拨为OOoolO01、0010,信号源上的码型选择拨为UlUoo0、IIlooo00、UooOOO0,码元速率选择拨为OOIOoO00、OlOOlOOOe(1)示波器双踪观测“I路成形”和“I路解调”，结果如图54所示，图54中“I路成形”在上。JwWf CH2 频率 15J6kHzCH2 峰峰值 12VCHI 无MEASURECH1CH2 SOOmV M500jwCH136V 9 温571 Hl图54“I
26、路成形”和“I路解调”波形图(2)示波器双踪观测“I路成形”和“I路滤波”，结果如图55所示。图55“I路成形”和“I路滤波”信号波形分析：从图55可以看到，滤波的输出准确地反映了原波形，在判决后将理想地恢复出原“I路成形”的波形，该结果正确。(3)示波器观测“I路滤波”和“Q路滤波”信号的X-Y波形，结果如图56所示。图56“I路成形”信号的X-Y波形分析：因未改变码型，所以X-Y波形同OPSKA方式调制实验。3.3 DQPSK调制与解调实验3.3.1 说明为了便于我们观察调制信号，采用256分频使BS频率为7.8125KHz,实验中载波频率为7.8125KHz,以下调制实验的码元速率均采用
27、此速率。调制类型选择拨码开关拨为OOOO0100、0001,信号源上的码型选择拨为IIIllO00、1110000011000000,码元速率选择拨为Oooooo10、OlOlOllOe3.3.2 B方式的DQPSK调制实验(1)示波器双踪观测“DI”和“I路成形”及“DQ”和“Q路成形”的信号波形，结果如图57、图58所示,其中iiD和“DQ”在上。JL 5WMASURfCHI频军12kH.CHI峰尚值UovOC府CWl无CH1-12wV 1MJilH蜘CHI峰窗5.60V赢., CH2L峰触WoYCWI无CHI / -12mV OlOIOllOe3.4.2B方式的MSK调制实验(1)示波器
28、双踪观测“DI”和“I路成形”及“DQ”和“Q路成形”的信号波形，结果如图60、图61所示，其中“DI”与“DQ”在上。图60“DI”和“I路成形”信号波形图61“DQ”和“Q路成形”信号波形分析：“I路成形”与“Q路成形”相位较Dl与DQ有延迟。由结果来看，结果正确。(2)示波器观测“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形，结果如图62所示。图62“I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：MSK”【路成形”与“Q路成形”X-Y图应为圆形，结果正确。3.4.3 A方式的MSK调制实验调制类型选择拨码开关拨为IOoOOOOK0001,信号源上的码型选择拨为11000000.1110000
29、0.11111000,码元速率选择拨为OoOOooI速01010110oA方式与QPSKA方式设置只有调制方式不一样，所得结果类似，不同的地方由MSK调制机制来决定。此处跳略。3.4.4 B方式的MSK解调实验调制类型选择拨码开关及解调类型选择拨码开关都拨为IooOoO00、0010,信号源上的码型选择拨为IlOooO00、IIIoOO00、IllIIo00,码元速率选择拨为OOIOoO00、01001000(1)示波器双踪观测“调制DI”和“解调DI”及“调制DQ”和“解调DQ”的信号波形，结果如图63、图64所示，其中“调制DI”与“调制DQ”在上,nk率LLnJUlCHI 无CHI /
30、UIVMEASURECHI频率72Hz?CHI峰-峰值3JBSNCH2频率72?OC峰-峰值CHI无Ofl/UlV 40L6905KZ图63 “调制DI”和“解调D,信号波形图64 “调制DQ”和“解调DQ”信号波形分析：图63,64中，解调后波形与发送信号波形一致。调制与解调正确。(2)示波器观测“I路滤波”和“Q路滤波”信号的X-Y波形，结果如图65所示。图65 “I路成形”和“Q路成形”信号的X-Y波形分析：MSK“I路成形”与“Q路成形”X-Y图应为圆形，结果正确。3.4.5 A方式的MSK解调实验调制类型选择拨码开关及解调类型选择拨码开关都拨为IooOOOO0、OOlO,信号源上的码型选择拨为IlOOoO00、IlloOO00、IHlIoO0,码元速率选择拨为Oo100O00、01001000oA方式解调与QPSKA方式解调设置只有调制与解调方式不一样，所得结果类似，不同的地方由MSK调制机制来决定。此处跳略。
