若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。d、对比观测原始Q路信号与解调后Q路信号示波器探头分别接IQ解调“Q-OUT”端及基带“Q-OUT”端，注意观察两者是否一致。若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可将按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。4、QPSK再生信号观察a、关闭实验箱总电源，保持步骤2、3中的连线不变，用台阶插座线完成如下连接：源端口目的端口连线说明IQ模块：I-OUT再生模块：I-IN将解调后的I路信号进行抽样判决IQ模块：Q-OUT再生模块：Q-IN将解调后的Q路信号进行抽样判决*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。b、按再生模块上“选择”键，选择QPSK模式（QPSK指示灯亮）C、对比观测原始NRZ信号与再生后的NRZ信号示波器探头分别接再生模块上“NRZ”端和基带模块上“NRZOUT”端，观察两路码元是否一致（注意解调出的NRZ码比输入的NRZ码延退3个码元周期）。若一致表示解调正确，若不一致可回到步骤2重新实验。5、QPSK非相干解调实验断开IQ模块上载波“输出”端与该模块上载波“输入”视频线，将IQ模块上载波“输入”端与PSK载波恢复模块上“VCO-OUT”端连接起来，此时系统是非相干解调。从步骤2开始再次观察各信号。六、思考题1、为什么相干解调时基带信号是两电平的，而非相干解调时是多电平的？2、在实验中，QPSK载波恢复模块起什么作用？3、实验中，如果I、Q支路接反，即I接到Q，Q接到I，会有正确结果吗？为什么？9
9 若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可按 IQ 模块复位键复位或重 新开关该模块电源复位。 d、对比观测原始 Q 路信号与解调后 Q 路信号 示波器探头分别接 IQ 解调“Q-OUT”端及基带“Q-OUT”端，注意观察两者是否一 致。若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可将按 IQ 模块复位键复 位或重新开关该模块电源复位。 4、 QPSK 再生信号观察 a、关闭实验箱总电源，保持步骤 2、3 中的连线不变，用台阶插座线完成如下连接： 源端口 目的端口 连线说明 IQ 模块：I-OUT 再生模块：I-IN 将解调后的 I 路信号进行抽样判决 IQ 模块：Q-OUT 再生模块：Q-IN 将解调后的 Q 路信号进行抽样判决 * 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。 b、按再生模块上“选择”键，选择 QPSK 模式（QPSK 指示灯亮）。 c、对比观测原始 NRZ 信号与再生后的 NRZ 信号 示波器探头分别接再生模块上“NRZ”端和基带模块上“NRZ OUT”端，观察两路 码元是否一致（注意解调出的 NRZ 码比输入的 NRZ 码延迟 3 个码元周期）。若一致 表示解调正确，若不一致可回到步骤 2 重新实验。 5、QPSK 非相干解调实验 断开 IQ 模块上载波“输出”端与该模块上载波“输入”视频线，将 IQ 模块上载波“输 入”端与 PSK 载波恢复模块上“VCO-OUT”端连接起来，此时系统是非相干解调。从 步骤 2 开始再次观察各信号。 六、 思考题 1、为什么相干解调时基带信号是两电平的，而非相干解调时是多电平的？ 2、在实验中，QPSK 载波恢复模块起什么作用？ 3、实验中，如果 I、Q 支路接反，即 I 接到 Q，Q 接到 I，会有正确结果吗？为什么？
实验二交错四相移相键控（OQPSK）调制及解调实验一、实验目的1、了解OQPSK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3、与QPSK调制对比，掌握它们的差别二、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QPSK调制及OQPSK调制各信号的区别。4、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。三、基本原理OQPSK又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK的一类改进型，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两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1-1-11111-1-111-1对应的QPSK与OQPSK发送波形如图2-1所示。10
10 实验二 交错四相移相键控（OQPSK）调制及解调实验 一、实验目的 1、了解 OQPSK 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 3、与 QPSK 调制对比，掌握它们的差别 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 QPSK 调制及 OQPSK 调制各信号的区别。 4、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。 三、基本原理 OQPSK 又叫偏移四相相移键控，它是基于 QPSK 的一类改进型，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 两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 2-1 所示
基带波形I信道QPSK, OQPSKQ信道QPSKQ信道OQPSK图2-1QPSK.OQPSK发送信号波形图2-1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Q.元3元3arctan..元744441.()QPSK数据码元对应的相位变化如图2-2所示，OQPSK数据码元对应相位变化如图2-3所示Q信道Q信道(1,1)(- 1,1)(1,1)(- 1,1)0I信道I信道(1,- 1)(1,- 1)-1-1(- 1,-图2-2QPSK相位变化图图2-3OQPSK相位变化图对于QPSK数据码元对的相位变换由图2-1和2-2求得为：11
11 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 基带波形 I信道 QPSK,OQPSK Q信道 QPSK Q信道 OQPSK -1 图 2-1 QPSK,OQPSK 发送信号波形 图 2-1 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 { } ( ) 3 3 arctan , , , ( ) 4 4 4 4 j i j i Q t I t p p j p p é ù æ ö ì ü ê ú ç ÷ = - - í ý ë û è ø î þ @ QPSK 数据码元对应的相位变化如图 2-2 所示，OQPSK 数据码元对应相位变化如图 2-3 所示 I信道 Q信道 - 1 + 1 + 1 - 1 0 Q信道 - 1 + 1 + 1 - 1 0 (- 1,1) (- 1,- 1) (1,- 1) (1,1) (- 1,- 1) (- 1,1) (1,1) (1,- 1) I信道 图 2-2 QPSK 相位变化图 图 2-3 OQPSK 相位变化图 对于 QPSK 数据码元对的相位变换由图 2-1 和 2-2 求得为：
码元对（1-1）→(-1,1)(11)(1-)*(-1,1) :→(1,-1)23元3元元儿相位及相位变化：A444-可见，在QPSK中存在过零点的180°跃变。对于OQPSK数据码元对的相位变化由图2-3求得为：码元对(1.-1)(-1.-1)(1.1)(1.1(1.1)?3元-元3元元一-A元0°相位及相位变化：44444(1,-1)(1,1)→(1,-1)★(-1.-1)+(-1.1 1、元、-号、、3元、-号、3元、-号、元号元44444可见，在QPSK中，仅存在小于≥，=90°的相位跃变，而不存在过零点跃变。所以OQPSK2信号的带限不会导致信号包络经过零点。OQPSK包络的变化小多了，因此对OQPSK的硬限幅或非线性放大不会再生出严重的频带扩展，OQPSK即使再非线性放大后仍能保持其带限的性质。OOPSK的调制和相干解调框图如图2-4、2-5所示。T电平产生Acosot载波二进制信息串并变换发生器OQPSK信号延时Ts/2移相900AsinotQ(t)电平产生图2-4OQPSK调制器框图12
12 (1,-1) (-1,1) (1,1) (1,-1) (-1,1) (1,-1) ( ) 4 p - ( ) 3 4 p ( ) 4 p ( ) 4 p - ( ) 3 4 p ( ) 4 p - 2 p- 2 p p - p p 码元对 相位及相位变化： 可见，在 QPSK 中存在过零点的 180°跃变。 对于 OQPSK 数据码元对的相位变化由图 2-3 求得为： (1,-1) (-1,-1) (-1,1) (1,1) (1,1) (1,1) ( ) 4 p - 2 p- 2 p- 码元对 相位及相位变化： (1,-1) (-1,-1) (-1,1) (1,1) (1,-1) ( ) 4 p - ( ) 3 4 p - 2 p- 2 p- 2 p- 2 p- 2 p- 2 p- ( ) 3 4 p ( ) 4 p ( ) 4 p - ( ) 3 4 p ( ) 3 4 p - ( ) 4 p ( ) 4 p ( ) 4 p 0° 0° 可见，在 QPSK 中，仅存在小于 2 p ± ＝90°的相位跃变，而不存在过零点跃变。所以 OQPSK 信号的带限不会导致信号包络经过零点。OQPSK 包络的变化小多了，因此对 OQPSK 的硬限 幅或非线性放大不会再生出严重的频带扩展，OQPSK 即使再非线性放大后仍能保持其带限的 性质。 OQPSK 的调制和相干解调框图如图 2-4、2-5 所示。 串并变换 电平产生 电平产生 载波 发生器 移相90o 二进制信息 OQPSK信号 I(t) Q(t) 延时Ts/2 A t cosw A t sinw 图 2-4 OQPSK 调制器框图
积分判决载波延时Ts/2发生器位定时OQPSK信号恢复+.二进制信息移相90°并串变换+积分判决图2-5OQPSK相干解调器框图QPSK和OQPSK两种调制方式在码分多址系统中获得了广泛的应用。在IS-95系统的前向链路中采用的是QPSK的调制方式，在反向链路中采用的OQPSK的调制方式。四、实验原理1、实验模块简介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。本实验只使用其载波源。13
13 并串变换 载波 发生器 移相90o 二进制信息 OQPSK信号 延时Ts/2 积分 判决 积分 判决 位定时 恢复 图 2-5 OQPSK 相干解调器框图 QPSK 和 OQPSK 两种调制方式在码分多址系统中获得了广泛的应用。在 IS-95 系统的前 向链路中采用的是 QPSK 的调制方式，在反向链路中采用的 OQPSK 的调制方式。 四、实验原理 1、实验模块简介 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。本实验只使用其载波源