(完整)实验九 QPSK调制与解调实验报告

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(完整)实验九 QPSK调制与解调实验报告

实验九QPSK/OQPSK调制与解调实验

一、实验目的

1、了解用CPLD进行电路设计的基本方法. 2、掌握QPSK调制与解调的原理.

3、通过本实验掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法，了解星座图的作用及工程上的作用。

二、实验内容

1、观察QPSK调制的各种波形。 2、观察QPSK解调的各种波形。 三、实验器材

1、信号源模块 一块 2、⑤号模块 一块 3、20M双踪示波器 一台 4、 连接线 若干 四、实验原理

（一)QPSK调制解调原理 1、QPSK调制

QPSK信号的产生方法可分为调相法和相位选择法。

用调相法产生QPSK信号的组成方框图如图12-1（a）所示。图中,串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性序列.设两个序列中的二进制数字分别为a和b，每一对ab称为一个双比特码元。双极性的a和b脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制,得到图12-1（b）中虚线矢量。将两路输出叠加，即得如图12—1（b）中实线所示的四相移相信号，其相位编码逻辑关系如表12-1所示。

a载波振荡串/并变换平衡调制器cos?ct输入?移相2sin?ctbb(1)(0,1)(1,1)?相加输出平衡调制器（a）

a(0)a(1)(0,0)b(0)(1,0)（b）

图12—1 QPSK调制

表12—1 QPSK信号相位编码逻辑关系 A 1 0 0 B 1 1 0 a路平衡调制器输出 0° 180° 180°

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1 0 0° (完整)实验九 QPSK调制与解调实验报告 b路平衡调制器输出 90° 90° 270° 270° 合成相位 45° 135° 225° 315° 在本实验系统中EPM3032ATC44-10型号的CPLD用于将信号源产生的伪随机码进行串/并变换.串/并变换器将输入的二进制序列分为两个并行的双极性序列110010001111010和111101011001000。双极性的a和b脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，然后将两路输出叠加，即得到QPSK调制信号。 2、QPSK解调

相乘器cos?ct低通滤波器抽样判决接收信号相干载波定时a并/串变换数据输出?2移相sin?ct定时低通滤波器抽样判决b相乘器图12—2 QPSK相干解调器

由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK信号的合成，故它可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK信号相干解调器构成，其组成方框图如图12-2所示.图中的并/串变换器的作用与调制器中的串/并变换器相反，它是用来将上、下支路所得到的并行数据恢复成串行数据的. （二)OQPSK调制解调原理

OQPSK又叫偏移四相相移键控,它是基于QPSK的改进型，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12-3所示。

基基基基I基基QPSK,OQPSKQ基基QPSKQ基基OQPSK1-1-11111-1-111-11-1-1-1111111-1-1-1111-1-1 图12—3 QPSK,OQPSK发送信号波形

图12-3中，I信道为U（t）的奇数数据单元，Q信道为U（t）的偶数数据单元，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

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