武汉凌特电子技术有限公司 e-Labsim之移动通信实验指导书
目 录
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实验一 四相移相键控（QPSK）调制及解调实验 ............................................................... 1 实验二 MSK、GMSK非相干数字解调实验 ...................................................................... 10 实验三 解扩实验 ................................................................................................................... 18 实验四 块交织及解交织实验 ............................................................................................... 28 实验五 GSM通信系统实验 .................................................................................................. 35 实验六 CDMA扩频通信系统实验 ...................................................................................... 40
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实验一 四相移相键控（QPSK）调制及解调实验
一、 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。
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、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。
三、 实验模块
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
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用其载波源。
四、 实验原理
1、QPSK调制原理
QPSK又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。
QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。我们把组成双比特码元的前一信息比特用a代表，后一信息比特用b代表。双比特码元中两个信息比特ab通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1-1所示。图1-1（a）表示A方式时QPSK信号矢量图，图1-1（b）表示B方式时QPSK信号的矢量图。
由于正弦和余弦的互补特性，对于载波相位的四种取值，在A方式中：45°、135°、225°、315°，则数据Ik、Qk通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值±
2/2；B方式中：0°、90°、180°、270°，则数据Ik、Qk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 A 0 1 1 0 B 0 0 1 1 A方式 225° 315° 45° 135° 载波相位 B方式 0° 90° 180° 270° 第 2 页 共 49 页
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(0,1)(1,1)(1,0)45°参考相位(1,1)0°(0,0)参考相位(0,0)(1,0)(0,1)(a)图1-1 QPSK信号的矢量图
(b)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±2/2）。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。
b(0)(-1,1)(1,1)a(1)a(0)(-1,-1)b(1)(1,-1)
图1-2 矢量图
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