2DPSK的调制和解调键控调制 相干解调.docx

2FSK系统及其性能估计
———2FSK系统的键控非相干解调
1、实验目的：
（1）了解2FSK系统的电路组成、工作原理和特点；
（2）分别从时域、频域视角观测2FSK系统中的基带信号、载波及已调信号；
（3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：
以PN码作为系统输入信号，码速率Rb＝20kbit/s。
（1）采用键控法实现2DPSK的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK等信号的波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：
2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与之间的关系为

则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下表所示

数字信息与之间的关系也可以定义为

2DPSK信号调制过程波形如图1所示。
10010110

2

图12DPSK信号调制过程波形
可以看出，2DPSK信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK信号调制器原理图如图2所示。

图22DPSK信号调制器原理图

Q
D
CK

an
发送码时钟
dn-1
dn
其中码变换即差分编码器如图3所示。在差分编码器中：{an}为二进制绝对码序列，{dn}为差分编码序列。D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView中此延迟环节一般可不采用D触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块”。

图3差分编码器

4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：
键控法：
采用键控法进行调制的组成如图4所示。

图4键控法调制的系统组成
其中图符0产生绝对码序列，传码率为10kbit/s。图符1和图符2实现差分编码；图符3输出正弦波，频率为20kHz；图符5对正弦波反相；图符4为键控开关。图符4输出2DPSK信号。图符的参数设置如表1所示。
表1：键控法图符参数设置表
编号库/名称参数0Source:PNSeqAmp=1v，Offset=0v，Rate=10e+3Hz，
Levels=2，Phase=0deg1Operator:DelayNon-Interpolating，Delay=100.e-6sec，Output0=Delay，
Output1=Delay-dTt22Logic:XORGateDelay=0sec，Threshold=0v，TrueOutput=1v
FalseOutput=-1v3Source:SinusoidAmp=1v，Freq=20e+3Hz，Phase=0deg，
Output0=Sinet4t5，Output1=Cosine4Logic:SPDTSwitchDelay=0sec，Threshold=500.e-3v，
Input0=t3Output0，Input1=t5Output0，Control=t25Operator:Negate
系统定时：起始时间0秒，终止时间1.5e-3秒，采样点数500，采样速率300e+3Hz，获得的仿真波形如图5所示。

绝对码序列

相对码序列

（c）未调载波信号

（d）二相相对调相（2DPSK）信号
图5调制过程仿真波形
从图5（b）和（d）波形对比中可以发现，相对码序列中的“1”使已调信号的相位变化π相位；相对码的“0”使已调信号的相位变化0°相位。

绝对码和2DPSK的瀑布图如图6所示。

图6绝对码和2DPSK的瀑布图

5、主要信号的功率谱密度：
调制信号的功率谱如图10所示。

图10调制信号的功率谱
正弦载波的频谱如图11所示。

图11正弦载波的频谱

2DPSK的功率谱如图12所示。

图122DPSK的功率谱

由图10可见，基带信号的大部分能量落在第一个零点（10kHz）的频率范围之内，即基带带宽为10kHz；又由图8（b）可见，相对码序列为双极性脉冲序列，不含有直流分量，所以，不含离散谱。
由图11可见，载频信号的频谱位于20kHz，且频谱较纯。
由图12可见，已调信号的频谱为DSB信号，因为调制信号为双极性不归零脉冲，用双极性不归零码对载波进行相乘的调制，可以达到抑制载波的目的，即已调信号的频谱中，只有载频位置，没有载波分量，频带宽度为20kHz。

6、思考题：
（1）如果调制信号PN序列的传码率改为20kbit/s，调制系统中哪些图符的参数要做改变?怎样改变?仿真软件的系统定时该如何设置？
（2）观察功率谱密度，PN序列的功率谱和2DPSK信号的功率谱中，有无离散分量？为什么？它们的带宽分别是多少？