現(xiàn)代通信原理課程設(shè)計(jì)-基于systemview的通信系統(tǒng)的仿真-資料下載頁(yè)
2025-08-11 04:32本頁(yè)面
【正文】 圖因?yàn)槎M(jìn)制絕對(duì)碼與相對(duì)碼之間符合模2加的關(guān)系，即有 bn=an bn1 an=bn bn1因此二進(jìn)制差分編碼器和解碼器組成如圖所示，其中：{an}為二進(jìn)制絕對(duì)碼序列，{bn}為差分編碼序列，D觸發(fā)器用于將序列延遲一個(gè)碼元間隔。如下圖所示：^QCKDan發(fā)送碼時(shí)鐘bn1bnDQCK位同步時(shí)鐘bnbn1^an(a) 發(fā)送差分編碼器(b) 接收差分解碼器 發(fā)送接收編碼器^^ Systemview軟件對(duì)2DPSK系統(tǒng)進(jìn)行仿真 2DPSK差分相干解調(diào)系統(tǒng)（1）2DPSK差分相干解調(diào)框圖如下： 2DPSK差分相干解調(diào)框圖（2）分析：（3）仿真波形結(jié)果： 2DPSK差分相干解調(diào)波形圖（a） 2DPSK差分相干解調(diào)波形圖（b） 2DPSK差分相干解調(diào)波形圖（c）分析：2DPSK差分相干解調(diào)波形圖（a）中從上到下，從左到右依次是：調(diào)制信號(hào)波形、本地載波波形、相對(duì)碼、2DPSK信號(hào)波形；2DPSK差分相干解調(diào)波形圖（b）中從上到下，從左到右依次是：延遲后的一個(gè)周期后的信號(hào)、乘法器輸出信號(hào)、低通濾波器輸出信號(hào)和最后經(jīng)過(guò)抽樣判決得到的解調(diào)信號(hào)；2DPSK差分相干解調(diào)波形圖（c）中從上到下，依次是：調(diào)制信號(hào)波形和最后經(jīng)過(guò)抽樣判決得到的解調(diào)信號(hào)波形。從波形中可以看出，判決器的輸出波形與輸入信號(hào)完全相同，證明了差分相干解調(diào)的有效。 極性比較法解調(diào)2DPSK系統(tǒng) 極性比較法框圖（1）分析：系統(tǒng)定時(shí):采樣率是500Hz ,采樣點(diǎn)是500 個(gè)。圖符9 :信號(hào)源庫(kù)中的“PSK 載波”,可同時(shí)輸出基帶和PSK兩路信號(hào),設(shè)基帶信號(hào)波特率為10bit/ s ,即每秒10 個(gè)二進(jìn)制符號(hào)。調(diào)制載波為20Hz。圖符10:信號(hào)源庫(kù)中的“正弦波發(fā)生器”,即本地載波,頻率為20Hz。圖符12 : 乘法器。圖符8 :算子庫(kù)中的“低通濾波器”,截至頻率為20Hz ,濾除高頻成分,實(shí)際上起平滑作用。圖符14 :邏輯庫(kù)中的“緩沖器”,即反相器，設(shè)置其輸出真值為“0”,假值為“1”。圖符17 :邏輯庫(kù)中的“過(guò)零比較器”。選a》b，圖符14為a輸入，圖符18 :比較電平。圖符0、16 :分析窗口,可以看到連接到此分析窗口的信號(hào)波形。（2）過(guò)程：極性比較法的原理實(shí)際上是借鑒了PSK的解調(diào)方法,在最后加了碼變換器。（3）波形仿真結(jié)果： 極性比較法波形（a）分析： 上圖中的波形從上到下依次是調(diào)制信號(hào)波形和2PSK的波形。 極性比較法波形（b） 極性比較法波形（c）分析：極性比較法波形（b）從上到下依次是相乘后波形和低通濾波后的波形。（c）從上到下依次是調(diào)制信號(hào)波形和解調(diào)信號(hào)的波形。七、心得體會(huì)經(jīng)過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，自己對(duì)Systemview軟件有了一定的了解，并且又加深了自己對(duì)2ASK、2PSK、2FSK、2DPSK的理解。在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題，但通過(guò)自己對(duì)Systemview軟件的學(xué)習(xí)，問(wèn)題被一一解決。比如在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我開(kāi)始把載波類型選擇為余弦。這在原理上是沒(méi)有問(wèn)題的，但是如果這里選擇余弦會(huì)有π/2 的相位差, 由于余弦也為正弦類信號(hào), 所以載波類型選擇為正弦。還有在利用模擬法進(jìn)行調(diào)制時(shí), 異或門的門限需要設(shè)置為0v,如果不設(shè)置而選用默認(rèn)值, 已調(diào)信號(hào)為一調(diào)幅波。而用鍵控法時(shí), 異或門的門限可以為默認(rèn)值。在比較器中, 判決門限的選擇,我選擇了a=b,而使輸出波形倒相。所以在這里要反著判取a=, 要注意帶通濾波器的帶寬等于已調(diào)信號(hào)的帶寬, 在做2FSK時(shí)我隨便選的帶寬，電路雖然對(duì)，但是結(jié)果不對(duì)。自己找了好久才發(fā)現(xiàn)原因。比如: 基帶頻率選擇10Hz,載波頻率選擇100Hz, 則帶通濾波器的低頻選90 Hz,高頻選110 Hz。低通濾波器的帶寬等于調(diào)制信號(hào)的帶寬。如果基帶頻率選擇10Hz, 低通濾波器的最高截至頻率選10 Hz, 同時(shí)還要注意時(shí)延的計(jì)算等于脈沖寬度, 比如基帶頻率選擇10Hz, , 仿真時(shí)會(huì)有毛刺和誤碼, 考慮到這一點(diǎn), 的基礎(chǔ)上偏移一點(diǎn), 再仿真就解決了毛刺和誤碼問(wèn)題。2ASK、2PSK、2FSK、2DPSK系統(tǒng)比較若傳輸?shù)拇a元時(shí)間寬度為Ts，則2ASK系統(tǒng)和2PSK(2DPSK)系統(tǒng)的頻帶寬度近似為2/Ts，即 ；2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度近似為 ；2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度大于2ASK系統(tǒng)或2PSK系統(tǒng)的頻帶寬度。因此，從頻帶利用率上看，2FSK系統(tǒng)的頻帶利用率最低。如果要求較高的頻帶利用率，則應(yīng)選擇相干2PSK和2DPSK，而2FSK最不可取。在2FSK系統(tǒng)中，判決器是根據(jù)上下兩個(gè)支路解調(diào)輸出樣值的大小來(lái)作出判決，不需要人為地設(shè)置判決門限，因而對(duì)信道的變化不敏感。在2PSK系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)送符號(hào)概率相等時(shí)，判決器的最佳判決門限為零，與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)。因此判決門限不隨信道特性的變化而變化，接收機(jī)總能保持工作在最佳判決門限狀態(tài)。對(duì)于2ASK系統(tǒng)，判決器的最佳判決門限為a/2(當(dāng)P(1)=P(0)時(shí))，它與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度有關(guān)。當(dāng)信道特性發(fā)生變化時(shí)，接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度將隨著發(fā)生變化，從而導(dǎo)致最佳判決門限也將隨之而變。這時(shí)，接收機(jī)不容易保持在最佳判決門限狀態(tài)，因此，2ASK對(duì)信道特性變化敏感，性能最差。在恒參信道傳輸中，如果要求較高的功率利用率，則應(yīng)選擇相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可?。蝗魝鬏斝诺朗请S參信道，則2FSK具有更好的適應(yīng)能力。 相干解調(diào)比非相干解調(diào)復(fù)雜，非相干解調(diào)時(shí),2DPSK最復(fù)雜，2FSK次之，2ASK最簡(jiǎn)單。2DPSK2FSK2ASK。但是相干解調(diào)的誤碼率更低。例如：比較2DPSK在本此次課程設(shè)計(jì)中用到的兩種解調(diào)方式：極性比較法和差分相干解調(diào)。①兩種方法均能實(shí)現(xiàn)2DPSK信號(hào)的解調(diào),并恢復(fù)出2PSK基帶信號(hào)。②從所使用的圖符上比較,極性比較法比差分相干解調(diào)法多用了兩個(gè)設(shè)備,一是本地載波,而本地載波對(duì)2DPSK信號(hào)來(lái)說(shuō)恢復(fù)起來(lái)很復(fù)雜,常用的方法是采用平方環(huán)和科斯塔斯環(huán) ,二是碼變換器,在仿真中可由延時(shí)器和異或門構(gòu)成,因此差分相干解調(diào)法更為實(shí)用。八、參考文獻(xiàn)[1] 曹志剛，錢亞生編著，現(xiàn)代通信原理，清華大學(xué)出版社，1992。[2] 羅偉雄，韓力，原東昌編著，通信原理與電路，北京理工大學(xué)出版社，1999。[3] 李哲英主編，SystemView動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)軟件學(xué)習(xí)版中文手冊(cè)，內(nèi)部資料，1997。[4] 陳星，劉斌編寫，SystemView通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)電子工程系內(nèi)部講義，1997。[5] 樊昌信,張甫翊,徐炳祥,吳成柯. 通信原理(第五版) [M] . 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2002
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