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e-Labsim之移动通信实验指导书


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e-Labsim 之移动通信实验指导书

第一章 数字调制与解调技术 ...................................................................................... 1
实验一 四相移相键控(QPSK)调制及解调实验 ............................................................... 1 实验二 交错四相移相键控(OQPSK)调制及解调实验................................................... 10 实验三 基带信号预成形技术实验 ....................................................................................... 18 实验四 MSK 调制及相干解调实验 ...................................................................................... 24 实验五 GMSK 调制及相干解调实验 ................................................................................... 37 实验六 MSK、GMSK 非相干数字解调实验 ...................................................................... 46 实验七 矢量调制星座图实验 ............................................................................................... 54

第二章 同步技术 ........................................................................................................ 59
实验八 PSK 信号载波恢复 ................................................................................................... 59 实验九 NRZ 码位同步提取实验 .......................................................................................... 66

第三章 扩展频谱技术 ................................................................................................ 72
实验十 m 序列产生及其特性实验 ....................................................................................... 72 实验十一 Gold 序列产生及其特性实验............................................................................... 84 实验十二 直接序列扩频实验 ............................................................................................... 91 实验十三 解扩实验 ............................................................................................................. 100

第四章 抗衰落技术 .................................................................................................. 110
实验十四 卷积码编码及译码实验 ..................................................................................... 110 实验十五 块交织及解交织实验 ......................................................................................... 122

第五章 通信系统实验 .............................................................................................. 129
实验十六 GSM 通信系统实验 ............................................................................................ 129 实验十七 CDMA 扩频通信系统实验 ................................................................................ 134
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实验十八 TDMA(时分多址)移动通信 .......................................................................... 144 实验十九 TD/DS(时分加直扩)混合多址移动通信 ...................................................... 151

附录一 CDMA 通信系统组成框图 ......................................................................... 156

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第一章
实验一
一、 实验目的

数字调制与解调技术

四相移相键控(QPSK)调制及解调实验

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
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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。

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 I k 、 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 I k 、 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°

1234567891011121314151617181920212223242526272829

 


 

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