QPSK调制解调实验

QPSK调制解调实验

姓名： 学号专业：通信工程 指导教师：杨俊东

1. 实验波形图分析

（1）调制输入与输出 （2） 调制输入与输出

（3）NRZ-I和NRZ-Q星座图 （4）NRZ-I和NRZ-Q时域图

（1）图（1）中，基带信号（上），调制输出信号（下）。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。此外，由于QPSK采用的是格雷码，因此当噪声和其他干扰产生相位误差时，最大可能是发生相邻相位的错误，且仅有一个比特的误码。

（2）从图（2）更能清晰看出相位的跳变。

（3）图（3）是NRZ-I和NRZ-Q的星座图，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。

（4）图（4）是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。

2. 思考题

（1）QPSK调制解调实验，注意原理框图，对比2PSK。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：2DPSK相干解调原理与2PSK相干解调原理相似，区别在于在抽样判决后加有码反变换器，使恢复成相对码，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。PN15是32KHz时钟产生的NRZ，经过串并变换以后频率变为16kHz；由于QPSK可以看成是两个2PSK信号的叠加，所以采用相干解调方法，即用两路正交的相干载波就易分离出这两路信号。串并变换之后的波形，仍然是基带信号。而脉冲宽度τ变为了原来的2倍，频率利用率增加一倍。解调时载波同步、位同步由锁相模块实现

（2）参观的思考问题：

1）卫星发射台的选址有何要求？

答：

① 人烟稀少，有建立禁区的可能；

② 海拔高，纬度低，地质结构稳定；

③ 良好的气象条件，晴天多，风速小，湿度低；（最关键直接的影响因素）

④ 良好的水质；

⑤ 交通便利；

⑥ 科学技术状况；

2）在观看一些少数名族的电视频道时，由于语言不通，不能正常的观看，能不能通不过不同的传输方式（比如普通话采用无线传输，方言采用有线传输）便于大众观看该套节目？

答：可以对信号进行不同的载波调制，然后送入同一信道同时传输，并保证各载频的信道间隔不够大，使其频谱分开不发生混叠。比如上海的新闻综合频道对于普通话采用无线传输（远距离），对上海话采取有线传输（近距离）的方式。

3）电视频道串扰出现的原因是什么？

答：这种串扰表现为屏幕上出现网纹或波浪纹，其原因在于强信号直接串人到弱信号频道内时，接收机及其天线的选择性是有限的。它既不是互调，也不是高次谐波。这类串扰有如下特点。

（1） 串扰信号能存在，具有可看性。这是区别于互调的重要特征。

（2）串扰具有方向性；当外地台与本地台在同一方向时串扰最大，反方向时较小，成 90时最小，这是由接收天线的方向性决定的。

（3）这种串扰与电视接收机的选择性关系很大。选择性好的接收机串扰显著减小，选择性特别差的，相隔3 、4个频道也会受到干扰。

（4）本地台与外地台场强相差越多，串抗越严重。

4）适合中波远程接收天线中，环形天线的原理及适合场所各是什么？

答：环型天线大致分为两种，一种是谐振选频型，一种是宽带型。从其接收效果来看，谐振型好于宽带型，它的效果相当于在接收机前增加了一级无源调谐高放。选频型的天线特点是：环型天线就是LC并联谐振选频回路中的电感（L）单元，由于需要经常调节电容（C）来选频接收，所以这种天线比较适合室内使用，而室内型的天线一般都不适合远程接收，如果把这种天线做成室外型，采用遥控方式来调节电容（C）值，一来会增加制作时的难度，二来受分布参数影响会降低谐振选频效果。宽带型天线的特点是：环型天线只起接收磁场分量的信号，回路中没有选频元件，是宽带低阻型天线，等效阻抗大约在300Ω。

5）如何调整卫星接收天线接收卫星信号？

答：目前，调整卫星天线接受卫星信号的常用方法有三种：

① 对于一般的电视单接收天线，通常用卫星接收机来调整天线对准卫星。该方法是

依据卫星传输的电视图像，通过调整单收卫星天线的方位角和俯仰角，邮编收到清晰的图像为止。

② 一般的VSAT站为单向或双向天线，天线口径较小，一般没有伺服驱动系统，通过手动调整天线的方位角和俯仰角，依据VSAT站接受解调器的自动增益控制值得大小来判断天线是否对准卫星。

③ 利用微波频谱仪和低噪声放大器，通过调整天线的方位角和俯仰角，用频谱仪接收卫星信号频谱，调出卫星信标信号，细调天线，使频谱仪接收的信标信号电平最大，即卫星接收天线对准卫星。

预习内容：实验信道编码—汉明码，时分复用

1、汉明码

汉明码是1950年由Hamming首先构造的，它是一种能够自动检测并纠正

一重错的线性纠错码，即SEC（Single Error Correcting）码，它不仅性能好，而且编译码电路非常简单，易于实现。汉明码利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增加一些比特，可以验证数据的有效性。利用一个以上的校验位，汉明码不仅可以验证数据是否有效，还能在数据出错的情况下指明错误位置。

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9. 6kbit / s ,线路的最大比特率为76. 8 kbit / s ,则可传输8 路信号。在接收端，复杂的解码器通过接收一些额外的信息来准确地区分出不同的数字信号。