e-Labsim之移動通信实验指导书.doc

目 录 第一章 数字调制与解调技术 1 实验一 四相移相键控（QPSK）调制及解调实验 1 实验二 交错四相移相键控（OQPSK）调制及解调实验 11 实验三 基带信号预成形技术实验 19 实验四 MSK调制及相干解调实验 25 实验五 GMSK调制及相干解调实验 38 实验六 MSK、GMSK非相干数字解调实验 47 实验七 矢量调制星座图实验 55 第二章 同步技术 60 实验八 PSK信号载波恢复 60 实验九 NRZ码位同步提取实验 67 第三章 扩展频谱技术 73 实验十 m序列产生及其特性实验 73 实验十一 Gold序列产生及其特性实验 85 实验十二 直接序列扩频实验 92 实验十三 解扩实验 101 第四章 抗衰落技术 111 实验十四 卷积码编码及译码实验 111 实验十五 块交织及解交织实验 123 第五章 通信系统实验 130 实验十六 GSM通信系统实验 130 实验十七 CDMA扩频通信系统实验 135 实验十八 TDMA（时分多址）移动通信 145 实验十九 TD/DS（时分加直扩）混合多址移动通信 152 附录一 CDMA通信系统组成框图 157 第一章 数字调制与解调技术 实验一 四相移相键控（QPSK）调制及解调实验 实验目的 1、了解QPSK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、通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值±；B方式中：0°、90°、180°、270°，则数据、通过处理后输出的成形波形幅度有三种取值±1、0。 表1-1 双比特码元与载波相位关系 双比特码元 载波相位 A B A方式 B方式 0 1 1 0 0 0 1 1 225° 315° 45° 135° 0° 90° 180° 270° 图1-1 QPSK信号的矢量图 下面以A方式的QPSK为例说明QPSK信号相位的合成方法。 串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行序列，然后通过基带成形得到的双极性序列（从D/A转换器输出，幅度为±）。设两个双极性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1-2中虚线矢量，将两路输出叠加，即得到QPSK调制信号，其相位编码关系如表1-2所示。 图1-2 矢量图 表1-2 QPSK信号相位编码逻辑关系 a 1 －1 －1 1 b 1 1 －1 －1 a路平衡调制器输出 b路平衡调制器输出 合成相位 0° 90° 45° 180° 90° 135° 180° 270° 225° 0° 270° 315° 用调相法产生QPSK调制器框图如图1-3所示。 图1-3 QPSK调制器框图 图1-4 二进制码经串并变换后码型 由图1-3可以看到，QPSK的调制器可以看作是由两个BPSK调制器构成，输入的串行二进制信息序列经过串并变换，变成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性的二电平信号I（t）和Q（t），然后对和进行调制，相加后即可得到QPSK信号。经过串并变换后形成的两个支路如图1-4所示，一路为单数码元，另外一路为偶数码元，这两个支路互为正交，一个称为同相支路，即I支路；另外一路称为正交支路，即Q支路。 2、QPSK解调原理 由于QPSK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，其原理框图如图1-5所示。 图1-5 QPSK解调原理框图 3、实验框图及电路说明 a、QPSK调制实验 图1-6 QPSK调制实验框图 QPSK调制的实验框图如图1-6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，成为IQ两路基带信号，输出的IQ两路数字基带信号（观测点为NRZ-I，NRZ-Q），经波形预取电路判断，取出相应的模拟基带波形数据，经D/A转换后输出（观测点为I-OUT，Q-OUT，分别于NRZ-I，NRZ-Q波形反相）。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QPSK调制信号，经放大后输出。QPSK已调信号载波为10.7MHz，是由21.4MHz本振源经正交分频产生。 b、QPSK解调实验 图1-7 QPSK解调实验框图 QPSK解调实验原理框图如图1-7所示，QPSK已调信号送入IQ调制解调模块中的IQ解调电路分别进行PSK相干解调，相干载波由调制端的本振源经正交分频产生。解调输出的IQ两路模拟基带信号送入码元再生模块进行抽样判决，转换为