1QPSK的调制

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、实验原理三、实验分析1、QＰＳＫ的调制基带信号（ＣＨ１通道）和调制信号（ＣＨ２通道）分析：由波形图可以看出当相邻的码元之间发生跳变时，经调制后的相位发生改变NRZ-I（ＣＨ１通道）、NRZ-Q（ＣＨ１通道）（1）分析：NRZ-I和NRZ-Q的时域图，可以看出来I路和Q路是同相正交关系。NRZ-I（ＣＨ１通道）与时钟脉冲信号（ＣＨ2通道）分析：二者都是基带信号PN15与时钟信号进行串并变换后的波形，其波形一样，但是有一定的延时。根据测量一个“1”变为原来的两个1被展宽。频率降低了2倍，则周期变为原来的2倍。QPSK的星座图：分析：（１）星座图中，点到原点的距离代表的物理含义是：这个点对应信号的能量，离原点越远，意味着此信号能量越大。（２）相邻两个点的距离称为欧氏距离，表示的是这种调制所具有的的抗噪声性能，欧氏距离越大，抗噪声性能越好。星座图里的点表示的是一种调制里可以判决的各种情况。比如一个简单的PSK来说，就2种判决，相位相差180度，两个点可以一个在正半轴，一个在负半轴。如果在星座图中，各个点离得越远，就是说明误判的可能性会变小。（３）可以看出是QPSK是四相相移键控，也常被称为正交相移键控QPSK，其每个码元含有2b的信息。２、ＤＰＳＫ的调制及解调基带信号（ＣＨ１通道）和调制信号（ＣＨ２通道）DPSK的星座图：基带信号（ＣＨ１通道）、NRZ-I（ＣＨ１通道）分析：相对于基带信号经过串并变换后的波形与基带信号一致，一个“1”变为原来的两个1被展宽。频率降低了2倍，则周期变为原来的2倍。四、实验思考题1、QPSK调制解调实验，注意原理框图，对比2PSK。比如实验中PN15是32KHz时钟产生的NRZ，经过串并变换以后是多少频率？经过的是什么调制，占用的带宽又是多大？解调时载波同步、位同步怎么实现？答：（1）2DPSK相干解调原理与2PSK相干解调原理相似，只是在抽样判决后加了码反变换器，使回复的相对码，再通过码反变换器换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决载波相位模糊问题。也可采用差分相干解调，解调原理是直接比较前后码元的相位差，从而恢复出发送的二进制数字信息，由于解调的同时完成码反变换作用，故解调器中不需要码反变换器。（2）PN15是32KHz时钟产生的NRZ，经过串并变换以后是多少频率16KHz；占用的带宽为基带信号的两倍。采用差分相干解调的方式进行解调。（3）解调时载波同步、位同步由锁相模块实现。2、接收天线对接收信号有什么影响，如何影响？答：（1）卫星天线就是常说的大锅，是一个金属抛物面，负责将卫星信号反射到位于焦点处的馈源和高频头内。卫星天线的作用是收集由卫星传来的微弱信号，并尽可能去除杂讯。（2）一般来说，天线口径越大，节目的信号越强，接收质量越高。但考虑到成本、安装等因素，用户要求天线口径越小越好。（3）通过天线焦距来影响信号的接收；根据物面天线焦距比公式:F/D≈0.34~0.4，现以3M天线为例计算其焦距F=3*0.35+0.15=1.2(米)，式中0.15为修正值。3M天线焦距为1.2米。（4）不同的锅面信噪比也会不同，一般来说将锅面放平，对准阳光、灯光等光亮处，从侧面看锅面应大面积泛着白光，而4个螺丝孔处发暗，仔细观察有无其它发暗的地方，发暗处越少说明锅面精度越高。3、卫星电视接收系统的组成及各部分的作用？答：卫星电视接收系统是由:抛物面天线（收集由卫星传来的微弱信号，并尽可能去除杂讯）、馈源（馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个聚卫星信号的喇叭）、高频头（是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机）、卫星接收机（将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号）组成一套完整的卫星接收站。4、不同的广播频道都有自己的频道频率，如果在收听过程中出现了频道的串扰，应该怎么处理？答：UPS（UninterruptiblePowerSystem），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。5、高清节目与普通画质的节目有什么本质的差别？答：高清就是分辨率达到了1920*1080的标准普通标清很少达到640*480的分辨效果，本质差别是：传输时所需带宽不同。6、为什么有些电视频道有些电视收不到？答：（1）是因为电视机比较老高频头是老式不带增补频道的,换高频头（2）是因为电视机内部AFT中周有点失谐,自动搜台时存不上台,可找修理人员调一下,或用手动搜台五、实验预习1、信道编码—汉明码一般来说，若汉明码长为n，信息位数为k，则监督位数r=n-k。若希望用r个监督位构造出r个监督关系式来指示一位错码的n种可能位置，则要求2-1≥n或2-1≥k+r+1现以数据码1101为例说明汉明码编码原理，此时D4=1、D3=1、D2=0、D1=1，在P1编码时，先将D4、D3、D1的二进制码相加，结果为奇数3，汉明码对奇数结果编码为1，偶数结果为0(奇数位。若奇数结果编码为0.偶数结果为1，则叫偶数位)，因此P1值为1，D4+D2+D1=2，为偶数，那么P2值为0，D3+D2+D1=2，为偶数，P3值为0。这样，参照上文的位置表，汉明码处理的结果就是1101001。在这个4位数据码的例子中，我们可以发现每个汉明码都是以三个数据码为基准进行编码的。2、时分复用时分多路复用适用于数字信号的传输。由于信道的位传输率超过每一路信号的数据传输率,因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号单独占用,在规定的时间内,多个数字信号都可按要求传输到达,从而也实现了一条物理信道上传输多个数字信号。假设每个输入的数据比特率是8kbit/s,线路的最大比特率为64kbit/s,则可传输8路信号。