移动通信原理与应用实验

《移动通信原理与应用》实验指导书

目录

实验二 交错四相移相键控（OQPSK）调制及解调实验 .......... 2 实验四 MSK调制及相干解调实验 ............................ 8 实验十 m序列产生及其特性实验 ........................... 19 实验十五 多径衰落信道模拟实验 .......................... 28

实验一 交错四相移相键控（OQPSK）调制及解调实验

一、实验目的

1、了解OQPSK调制解调原理及特性

2、了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性 3、与QPSK调制对比，掌握它们的差别

二、实验内容

1、观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。 2、观察IQ调制解调过程中各信号变化。

3、观察QPSK调制及OQPSK调制各信号的区别。 4、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。

三、基本原理

OQPSK又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK的一类改进型，为了克服QPSK中过零点的相位跃变特性，以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽（通过带限系统后）等一系列问题。若将QPSK中并行的I，Q两路码元错开时间（如半个码元），称这类QPSK为偏移QPSK或OQPSK。通过I、Q两路码元错开半个码元调制之后的波形，其载波相位跃变由180°降至90°，避免了过零点，从而大大降低了峰平比和频带的展宽。

下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I路，Q路波形，以及经载波调制以后相位变化情况。

若给定基带信号序列为`

1 －1 －1 1 1 1 1 －1 －1 1 1 －1

对应的QPSK与OQPSK发送波形如图2-1所示。

基带波形I信道QPSK,OQPSKQ信道QPSKQ信道OQPSK1-1-11111-1-111-11-1-1-1111111-1-1-1111-1-1

图2-1 QPSK,OQPSK发送信号波形

图2-1中，I信道为奇数数据单元，Q信道为偶数数据单元，而OQPSK的Q信道与其I信道错开（延时）半个码元。

QPSK，OQPSK载波相位变化公式为

?3?3?,?,?,??? ?????arctan?I(t)?????4444??ij????Qj(t)???i???(2-1)

QPSK数据码元对应的相位变化如图2-2所示，OQPSK数据码元对应相位变化如图2-3所示

Q信道(-1,1)(1,1)+1(-1,1)Q信道(1,1)+1-10+1-10+1I信道I信道(-1,-1)-1(1,-1)(-1,-1)-1(1,-1)

图2-2 QPSK相位变化图 图2-3 OQPSK相位变化图 对于QPSK数据码元对的相位变换由图2-1和2-2求得为：

码元对(1,-1)(-1,1)(1,1)(1,-1)(-1,1)(1,-1)相位及相位变化：(??4)?3?()4??2(?4)??2(??4)?(3?4)?(??4

)可见，在QPSK中存在过零点的180°跃变。

对于OQPSK数据码元对的相位变化由图2-3求得为：

码元对(1,-1)(-1,-1)(-1,1)(1,1)(1,1)(1,1)相位及相位变化：(??4)??23?(?)4(-1,-1)??23?()4(-1,1)??2(?4)0°(?4)0°(?4)(1,-1)(1,1)(1,-1)??2(??4)??23?(?)4??23?()4??2(?4)??2(??4)可见，在

QPSK中，仅存在小于?＝90°的相位跃变，而不存在过零点跃变。所以OQPSK信号的带限不会导致信

2?号包络经过零点。OQPSK包络的变化小多了，因此对OQPSK的硬限幅或非线性放大不会再生出严重的频带扩展，OQPSK即使再非线性放大后仍能保持其带限的性质。

OQPSK的调制和相干解调框图如图2-4、2-5所示。

电平产生二进制信息I(t)Acos?t串并变换延时Ts/2电平产生Q(t)载波发生器移相90oAsin?tOQPSK信号

图2-4 OQPSK调制器框图

整形载波发生器移相90o整形判决判决OQPSK信号位定时恢复延时Ts/2二进制信息并串变换 图2-5

OQPSK相干解调器框图

QPSK和OQPSK两种调制方式在码分多址系统中获得了广泛的用。在IS-95系统的前向链路中采用的是QPSK的调制方式，在反向链路中采用的OQPSK的调制方式。

四、实验原理

1、实验模块简介

本实验需用到基带成形模块、IQ调制解调模块、码元再生模块及PSK载波恢复模块。 （1）基带成形模块：

本模块主要功能：产生PN31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求进行基带成形，形成两路正交基带信号。 （2）IQ调制解调模块：

本模块主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频信号正交解调。 （3）码元再生模块：

本模块主要功能：从解调出的IQ基带信号中恢复位同步，并进行抽样判决，然后并串转换后输出。 （4）PSK载波恢复模块：

本模块主要功能：与IQ调制解调模块上的解调电路连接起来组成一个完整的科斯塔斯环恢复PSK已调信号的载波，同时可用作一个独立的载波源。本实验只使用其载波源。

2、实验框图及电路说明 a、OQPSK调制实验

I-OUTI-INID/A转换器（DAC0832）PN31NRZ INNRZ-I乘法器（MC1496）输出COS数字BS信源串/并转换延迟波形选择地址生成器波形选择地址生成器EEPROM（AT2864）EEPROM（AT2864）D/A转换器（DAC0832）Q-OUTNRZ-Q21.4M载波反相二分频二分频SIN输出加法器（运放）OQPSK信号基带成型 乘法器（MC1496）Q-INQIQ调制 图2-6

OQPSK调制实验框图

OQPSK调制实验框图如图2-6所示。基带成形模块产生的PN码（由PN31端输出，码型为111100010011010）输入到串并转换电路中（由NRZ IN端输入）进行串并转换，输出的I、Q两路数字基带信号（观测点为NRZ-I，NRZ-Q），I路直接连接到波形地址选择生成器，Q路延迟半个码元，也连接到波形预取电路判断，取出相应的模拟基带波形数据，经D/A转换后输出。IQ两路模拟基带信号送入IQ调制解调模块中的IQ调制电路分别进行PSK调制，然后相加形成OQPSK调制信号，经放大后输出。OQPSK已调信号载波为10.7MHz，是由21.4MHz本振源经正交分频产生。

b、OQPSK解调实验

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库移动通信原理与应用实验在线全文阅读。