2、实验框图及电路说明a、OQPSK调制实验I-OUTN-0D/A转换器Y乘法器(DAC0832)(MC1496)分额+NRZ-ITocosPN31NRZ IN4EEPROM审/并0波形选择渝计数L10.7M晶输出21.4M(AT2864)+转换地址生成器a加法器字体滤波器载波BOI信NRZ-Q（运放）OQPSK10.7M晶EEPROM波形选择信号源反相延迟体滤波器(AT2864)地址生成器+FOSIN二分额D/A转换器乘法器(DAC0832)(MC1496)0d0基带成型IQ 调制Q-INQQ-OUT图2-6OQPSK调制实验框图OQPSK调制实验框图如图2-6所示。基带成形模块产生的PN码（由PN31端输出）输入到串并转换电路中（由NRZIN端输入）进行串并转换，串并转换后I路直接输出，Q路经半个码元延迟后输出，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。IO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OQPSK调制信号，经放大后输出。（调节W1可以改变放大增益）OOPSK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1I-OUTI-IN输入O00.0抽样乘法器低通OQPSK信号整形滤波(MC1496)判决4二分频TocosBS晶体.位同步载波反相滤波器恢复NRZ+并/串晶体变换二分频滤波器延迟FOSIN+低通抽样乘法器整形1IQ解调(MC1496)滤波判决0码元再生Q-OUTQ-INQ图2-7OOPSK解调实验框图14
14 2、实验框图及电路说明 a、OQPSK 调制实验 PN31 NRZ IN 串/并 转换 波形选择 地址生成器 乘法器 （MC1496） 加法器 （运放） 波形选择 地址生成器 乘法器 （MC1496） 21.4M 载波 反相 二分频 D/A转换器 （DAC0832） EEPROM （AT2864） D/A转换器 （DAC0832） EEPROM （AT2864） 二分频 10.7M晶 体滤波器 10.7M晶 体滤波器 数 字 信 源 BS NRZ-I NRZ-Q Q-OUT I-OUT I-IN Q-IN 输出 I Q SIN COS 输出 OQPSK 信号 延迟 图 2-6 OQPSK 调制实验框图 OQPSK 调制实验框图如图 2-6 所示。基带成形模块产生的 PN 码（由 PN31 端输出）输 入到串并转换电路中（由 NRZ IN 端输入）进行串并转换，串并转换后 I 路直接输出，Q 路经 半个码元延迟后输出，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。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 OQPSK 调制信号，经 放大后输出。（调节 W1 可以改变放大增益）OQPSK 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 乘法器 （MC1496） 乘法器 （MC1496） 反相 二分频 二分频 晶体 滤波器 晶体 滤波器 输入 输入 SIN COS 低通 滤波 低通 滤波 OQPSK信号 整形 整形 抽样 判决 位同步 恢复 并/串 变换 抽样 判决 Q-OUT Q-IN I-OUT I-IN BS NRZ 载波 I Q 延迟 图 2-7 OQPSK 解调实验框图 基带成型 IQ 调制 IQ 解调 码元再生
OQPSK解调实验框图如图2-7所示。OQPSK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，转换为数字信元后再进行并串转换后输出。抽样判决前IQ信号需经整形变为二值信号，并且需恢复位同步信号。位同步信号恢复由码元再生模块中的数字锁相环完成。IQ两路抽样判决的位同步信号相差半个码元。IQ解调电路的载波也可由PSK载波恢复模块上的本振源提供，此时解调变为非相干解调，从解调输出的模拟基带信号可以看出信号失真很大，无法进行码元再生，五、实验步骤1、在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ调制解调模块（以下简称IQ模块）、码元再生模块（以下简称再生模块）和PSK载波恢复模块。2、OQPSK调制实验。a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成如下连接：源端口目的端口连线说明基带模块：PN31基带模块：NRZIN提供PN31伪随机序列基带模块：I-OUT将串并变换后的I路信号进行调制IQ模块：I-IN基带模块：Q-OUTIQ模块：Q-IN将串并变换后的Q路信号进行调制*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。b、按基带成形模块上“选择”键，选择OQPSK模式（OQPSK指示灯亮）。C、观测I路、Q路基带信号用示波器观察基带模块上“I-OUT”及“Q-OUT”测试点，并分别与“NRZIN”测试点的信号进行对比，观察串并转换情况。（注意由于串并转换的延迟作用，“I-OUT”、“Q-OUT”测试点的数据相对“NRZIN”测试点延迟2个码元周期。）d、观测OQPSK调制信号示波器探头接IQ调制“输出”端（观测点TP4），观察OQPSK已调信号峰峰值，调电位器“W1”使峰峰值为1.2V左右。15
15 OQPSK 解调实验框图如图 2-7 所示。OQPSK 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，转换为数字信元后再进行并串转换后输 出。抽样判决前 IQ 信号需经整形变为二值信号，并且需恢复位同步信号。位同步信号恢复由 码元再生模块中的数字锁相环完成。IQ 两路抽样判决的位同步信号相差半个码元。 IQ 解调电路的载波也可由 PSK 载波恢复模块上的本振源提供，此时解调变为非相干解 调，从解调输出的模拟基带信号可以看出信号失真很大，无法进行码元再生。 五、实验步骤 1、 在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ 调制解调模块（以下简称 IQ 模块）、码元再生模块（以下简称再生模块）和 PSK 载波恢复模块。 2、 OQPSK 调制实验。 a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成如下连接： 源端口 目的端口 连线说明 基带模块：PN31 基带模块：NRZ IN 提供 PN31 伪随机序列 基带模块：I-OUT IQ 模块：I-IN 将串并变换后的 I 路信号进行调制 基带模块：Q-OUT IQ 模块：Q-IN 将串并变换后的 Q 路信号进行调制 * 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。 b、按基带成形模块上“选择”键，选择 OQPSK 模式（OQPSK 指示灯亮）。 c、观测 I 路、Q 路基带信号 用示波器观察基带模块上“I-OUT”及“Q-OUT”测试点，并分别与“NRZ IN”测试 点的信号进行对比，观察串并转换情况。（注意由于串并转换的延迟作用，“I-OUT”、 “Q-OUT”测试点的数据相对“NRZ IN”测试点延迟 2 个码元周期。） d、观测 OQPSK 调制信号 示波器探头接 IQ 调制“输出”端（观测点 TP4），观察 OQPSK 已调信号峰峰值，调 电位器“W1”使峰峰值为 1.2V 左右
3、OQPSK相干解调实验。a、关闭实验箱总电源，保持步骤2中的连线不变，用同轴视频线完成如下连接：源端口目的端口IQ模块（IQ调制单元）：输出（J2）IQ模块（IQ解调单元)：输入（J3）IQ模块(载波单元)：输出（J5）IQ模块（载波单元)：输入（J4）*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。b、观测OQPSK解调后I路和Q路信号波形示波器探头分别接IQ解调“I-OUT”及“Q-OUT”端，观察波形解调。调电位器“W1”使I、Q两路信号尽量接近两电平。（调“W1”可微调信号相位，使解调时正交载波的相位与已调信号尽量接近，以减少解调失真）。c、对比观测原始I路信号与解调后I路信号示波器探头分别接IQ解调“I-OUT”端及基带“I-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、OQPSK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OQPSK模式（OQPSK指示灯亮）。C、对比观测原始NRZ信号与再生后的NRZ信号16
16 3、 OQPSK 相干解调实验。 a、关闭实验箱总电源，保持步骤 2 中的连线不变，用同轴视频线完成如下连接： 源端口 目的端口 IQ 模块（IQ 调制单元）：输出（J2） IQ 模块（IQ 解调单元）：输入（J3） IQ 模块(载波单元)：输出（J5） IQ 模块(载波单元)：输入（J4） * 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。 b、观测 OQPSK 解调后 I 路和 Q 路信号波形 示波器探头分别接 IQ 解调“I-OUT”及“Q-OUT”端，观察波形解调。调电位器“W1” 使 I、Q 两路信号尽量接近两电平。（调“W1”可微调信号相位，使解调时正交载波 的相位与已调信号尽量接近，以减少解调失真）。 c、对比观测原始 I 路信号与解调后 I 路信号 示波器探头分别接 IQ 解调“I-OUT”端及基带“I-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、 OQPSK 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 OQPSK 模式（OQPSK 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、OQPSK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QPSK及OQPSK基带信号有什么区别？这些区别产生了什么结果？17
17 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、 OQPSK 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 QPSK 及 OQPSK 基带信号有什么区别？这些区别产生了什么结果？
实验三基带信号预成形技术实验一、实验目的1、了解正交调制中基带信号的产生原理及方法2、了解基带滤波器的作用3、了解工程中常用的设计原理及方法二、实验内容1、了解基带信号预成形的原理及方法。2、观察MSK及GMSK基带信号三、基本原理随着通信业务量的增加，频谱资源日趋紧张，为了提高系统的容量，信道间隔已由最初的100kHz减少到25kHz，并将进一步减少到12.5kHz，甚至更小。同时，由于数字通信具有建网灵活，容易采用数字差错控制技术和数字加密，便于集成化，并能够进入ISDN网，所以目前通信系统都在由模拟制式向数字制式过渡。因此系统中必须采用数字调制技术。数字信号调制的基本类型分为振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。然而一般的数字调制技术因传输效率低而无法满足移动通信的要求，为此，需要专门研究一些抗干扰性强、误码性能好、频谱利用率高的调制技术，尽可能地提高单位频谱内传输数据的比特率，以适用于移动通信的窄带数据传输的要求。如最小频移键控（MSK一MinimumShiftKeying），高斯滤波最小频移键控（GMSK一GaussianFilteredMinimumShiftKeying），四相相移键控（QPSK一QuadratureReferencePhaseShiftKeying），交错正交四相相移键控（OQPSK一OffsetQuadratureReferencePhaseShiftKeying），四相相对相移键控（DQPSK一DifferentialQuadratureReferencePhaseShiftKeying）和/4正交相移键控（/4-DQPSK-DifferentialQuadratureReferencePhaseShiftKeying）已在数字蜂窝移动通信系统中得到广泛应用。18
18 实验三 基带信号预成形技术实验 一、实验目的 1、了解正交调制中基带信号的产生原理及方法 2、了解基带滤波器的作用 3、了解工程中常用的设计原理及方法 二、实验内容 1、了解基带信号预成形的原理及方法。 2、观察 MSK 及 GMSK 基带信号。 三、基本原理 随着通信业务量的增加，频谱资源日趋紧张，为了提高系统的容量，信道间隔已由最初 的 100kHz 减少到 25kHz，并将进一步减少到 12.5kHz，甚至更小。同时，由于数字通信具有 建网灵活，容易采用数字差错控制技术和数字加密，便于集成化，并能够进入 ISDN 网，所 以目前通信系统都在由模拟制式向数字制式过渡。因此系统中必须采用数字调制技术。 数字信号调制的基本类型分为振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。 然而一般的数字调制技术因传输效率低而无法满足移动通信的要求，为此，需要专门研究一 些抗干扰性强、误码性能好、频谱利用率高的调制技术，尽可能地提高单位频谱内传输数据 的比特率，以适用于移动通信的窄带数据传输的要求。如最小频移键控（MSK－Minimum Shift Keying），高斯滤波最小频移键控（GMSK－Gaussian Filtered Minimum Shift Keying），四相相 移键控（QPSK－Quadrature Reference Phase Shift Keying），交错正交四相相移键控（OQPSK －Offset Quadrature Reference Phase Shift Keying），四相相对相移键控（DQPSK－Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying）和π/4 正交相移键控（π/4-DQPSK－Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying）已在数字蜂窝移动通信系统中得到广泛应用