四川邮电职业技术学院：《移动通信技术》课程教学资源（实验讲义）实验四 移动通信扩频调制、解调单元实验

实验四移动通信扩频调制、解调单元实验 (一)QPSK调制与解调 实验目的 1.熟悉QPSK调制解调器的工作原理及电路组成 2.了解QPSK调制解调器的数字实现方法 、实验仪器设备 HD8670型移动通信实验箱、示波器等 实验内容 熟悉QPSK调制解调器的CPLD实现方法及其电路组成 2.测量QPSK调制解调器的各点波形,认真理解其工作原理 四、实验原理 调制的目的是使所传递的信息能更好地适应于信道特性,以达到 最有效和最可靠的传输。在移动通信中,由于电波传播的条件恶劣, 快衰落的影响,使接收信号幅度发生急剧的变化,衰落幅度达3OdB 因此,在移动通信必须釆用抗干扰能力强的调制方式如PSK等调制方 式 本实验装置采用π/2_QPSK系统,其信号矢量图如图4-1所示, 图4-2为π/2-QPSK系统原理框图,图4-3为π/2-QPSK系统调解 器原理图

实验四 移动通信扩频调制、解调单元实验 （一）QPSK 调制与解调 一、实验目的 1．熟悉 QPSK 调制解调器的工作原理及电路组成 2．了解 QPSK 调制解调器的数字实现方法 二、实验仪器设备 HD8670 型移动通信实验箱、示波器等 三、实验内容 1．熟悉 QPSK 调制解调器的 CPLD 实现方法及其电路组成 2．测量 QPSK 调制解调器的各点波形，认真理解其工作原理 四、实验原理 调制的目的是使所传递的信息能更好地适应于信道特性，以达到 最有效和最可靠的传输。在移动通信中，由于电波传播的条件恶劣， 快衰落的影响，使接收信号幅度发生急剧的变化，衰落幅度达 30dB。 因此，在移动通信必须采用抗干扰能力强的调制方式如 PSK 等调制方 式。 本实验装置采用π/2—QPSK 系统，其信号矢量图如图 4-1 所示， 图 4-2 为π/2—QPSK 系统原理框图，图 4-3 为π/2—QPSK 系统调解 器原理图。 90° Q Z

图4-1/2-QPSK信号矢量图 低通滤波 输入数据 OPSK 串/并 90 带通 低通滤波 图4-2π/2—QPSK系统调制器原理框图 低通滤波「↑判决电路 接收信号 还原数据 载波恢复 位定时 并/串 恢复 90° 低通滤波 判决电路 图4-3π/2-QPSK系统解调器原理框图 四、实验步骤 1.按系统结构连接各部分电路,构成π/2—QPSK系统。 2.用示波器观测QPSK调制解调器的各点信号波形。 五、实验报告要求 1.说明的QPSK调制解调器组成及工作过程 2.说明本实验系统的组成和各模块的功能,画出各功能模块的 工作波形

图 4-1 π/2—QPSK 信号矢量图 图 4-2 π/2—QPSK 系统调制器原理框图 × × 图 4-3 π/2—QPSK 系统解调器原理框图 四、实验步骤 1．按系统结构连接各部分电路，构成π/2—QPSK 系统。 2．用示波器观测 QPSK 调制解调器的各点信号波形。 五、实验报告要求 1．说明的 QPSK 调制解调器组成及工作过程。 2．说明本实验系统的组成和各模块的功能，画出各功能模块的 工作波形。 带道 载波恢复 —90° 低通滤波 低通滤波 判决电路 位定时 恢 复 判决电路 还原数据 a ` k 并/串 接收信号 sQPSU 串/并 低通滤波 低通滤波 本振 —90° SQPSK 带通 输入数据 ak

(二)DS-CDMA扩频与解扩 实验目的 了解直接序列扩频调制器与解扩器的工作原理 2.了解 DS-CDMA的数字实现方法。 、实验仪器设备 HD8670型移动通信实验箱、示波器等 实验内容 1.测量单信道DS-CDMA通信系统发端及收端的工作波形,了解 发端扩频调制及收端解扩的工作原理,了解码分多址逻辑信道形成原 理 2.观察电路结构,了解用CPLD器件实现直扩方法的原理 四、实验原理 扩频调制就是指被发射的调制信号在发射至信道之前,其频带被 扩大若干倍(扩频),而在接收端,接收信号的频带则被缩小相同的 倍数(解扩)。扩频通信最大的优点是对信道中窄带干扰的抑制。当 信道中存在窄带干扰时,由于干扰是在发射信号扩频之后加入的,所 以接收端的解扩操作在将期望信号缩回到原带宽的同时,还会将非期 望信号(即窄带干扰)的带宽扩频同一倍数,从而使窄带干扰变成了

（二）DS—CDMA 扩频与解扩 一、实验目的 1．了解直接序列扩频调制器与解扩器的工作原理。 2．了解 DS—CDMA 的数字实现方法。 二、实验仪器设备 HD8670 型移动通信实验箱、示波器等 三、实验内容 1．测量单信道 DS－CDMA 通信系统发端及收端的工作波形，了解 发端扩频调制及收端解扩的工作原理，了解码分多址逻辑信道形成原 理。 2．观察电路结构，了解用 CPLD 器件实现直扩方法的原理。 四、实验原理 扩频调制就是指被发射的调制信号在发射至信道之前，其频带被 扩大若干倍（扩频），而在接收端，接收信号的频带则被缩小相同的 倍数（解扩）。扩频通信最大的优点是对信道中窄带干扰的抑制。当 信道中存在窄带干扰时，由于干扰是在发射信号扩频之后加入的，所 以接收端的解扩操作在将期望信号缩回到原带宽的同时，还会将非期 望信号（即窄带干扰）的带宽扩频同一倍数，从而使窄带干扰变成了

宽带干扰,减小了其功率谱密度。因此,扩频可以用来减小干扰对接 收机性能的影响,实现抑制窄带干扰对接收机性能的影响,实现抑制 干扰的目的,并且扩频越宽,窄带干扰的抑制能力就越强。在多用户 CDMA系统中可以采用直扩(DS)方式、跳频(FH)方式、跳时(TH) 方式和室内带线性调频方式等几种扩频技术,其中直扩方式与其它方 式相比,实现数谱扩展更方便。目前采用扩频技术的通信系统大多采 用直扩方式工作 Ⅰ路扩频调制信号 I路 平方根升余弦 QPSK 码片成形滤波器 调制 收载波产生器 发载波产生 D/A Q路 平方根升余弦 码片成形滤波器 ;Q路扩频调制信号 QPSK调制 直接序列扩频调制单元 数字上变频单元 图4-4DS-CDMA扩频调制器组成方框图 直接序列扩频调制器的原理框图见图4-4,直接序列解扩器的原 理框图见图4-5。 数字下变频单元 直接序列解扩单元 QPS解调 平方根升余弦 码片成形滤波器 解调 扩频调制下变 数 频器输入信 扩频地址码 扩频信号 AD 识别同步 直扩序列}-据 调 平方根升余弦 码片成形滤波器 频差估计

宽带干扰，减小了其功率谱密度。因此，扩频可以用来减小干扰对接 收机性能的影响，实现抑制窄带干扰对接收机性能的影响，实现抑制 干扰的目的，并且扩频越宽，窄带干扰的抑制能力就越强。在多用户 CDMA 系统中可以采用直扩（DS）方式、跳频（FH）方式、跳时（TH） 方式和室内带线性调频方式等几种扩频技术，其中直扩方式与其它方 式相比，实现数谱扩展更方便。目前采用扩频技术的通信系统大多采 用直扩方式工作。 Q 路 QPSK 调制 直接序列扩频调制单元 数字上变频单元 图 4-4 DS—CDMA 扩频调制器组成方框图 直接序列扩频调制器的原理框图见图 4-4，直接序列解扩器的原 理框图见图 4-5。 收载波产生器 D/A ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ QPSK 调制 I 路 ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ 发载波产生器 平方根升余弦 码片成形滤波器 平方根升余弦 码片成形滤波器 扩频信号 识别同步 频差估计 I 路扩频调制信号 Q 路扩频调制信号 信 息 码 ┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆ ┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆ 数 据 解 调 扩频 解调 扩频 解调 平方根升余弦 码片成形滤波器 平方根升余弦 码片成形滤波器 扩频地址码 扩频调制下变 频器输入信号 A/D 数字下变频单元 直接序列解扩单元 QPS 解调 直扩序列

图4-5DS-CDMA解扩器组成方框图 五、实验步骤 1.按系统结构连接各部分电路,构成DS一CDMA通信系统。 2.用示波器观测DS一CDMA通信系统发端及收端的工作波形 六、实验报告要求 1.说明DS-CDMA通信系统的组成及工作过程。 2.说明本实验系统的组成和各模块的功能,画出各功能模块的 工作波形

图 4-5 DS-CDMA 解扩器组成方框图 五、实验步骤 1．按系统结构连接各部分电路，构成 DS－CDMA 通信系统。 2．用示波器观测 DS－CDMA 通信系统发端及收端的工作波形。 六、实验报告要求 1．说明 DS－CDMA 通信系统的组成及工作过程。 2．说明本实验系统的组成和各模块的功能，画出各功能模块的 工作波形