2DPSK(systemview)通信系统仿真实验报告

2DPSK传输系统仿真及其性能估计

———模拟调制及非相干解调

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一．系统仿真目的--------------------------p1二．系统仿真任务--------------------------p1三．原理简介------------------------------p1四．系统组成框图及图符参数设置------------p3五．各点波形------------------------------p8六．主要信号的功率谱密度------------------p18七．滤波器的单位冲击响应及幅频特性曲线----p22八．系统抗噪声性能分析--------------------p24九．实验心得体会--------------------------p26

一．系统仿真目的

1. 了解数字频带传输系统的组成、工作原理及其抗噪声性能；

2. 掌握通信系统的设计方法与参数选择原则；

3. 掌握使用SystemView软件仿真通信系统的方法。

二. 系统仿真任务

1. 设计2DPSK数字频带传输系统，并使用SystemView软件进行仿真；

2. 获取主要信号的时域波形及相关的功率谱，以及滤波器的单位冲击相

应和幅频特性曲线；

3. 对所设计的2DPSK系统进行抗噪声性能分析，并作出误码率曲线。

三. 原理简介

在2PSK信号中，信号相位的变化是以未调正弦波的相位作为参考，用载波相位的绝对数值来表示数字信息的，所以称为绝对移相。由于相干载波恢复中载波相位的180度相位模糊，导致解调出的二进制基带信号出现反向现象，从而难以实际应用。为了解决2PSK信号解调过程的反向工作问题，提出了二进制差分相位键控（2DPSK）。

2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图a.所示。

图a. 2DPSK信号

这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。

定义

为本码元初相与前一码元初相之差，假设：

→数字信息“0” →数字信息“1”

则数字信息序列与2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如下：数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK 信号相位：0

或：

1. 2DPSK 信号的调制原理

2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图b.所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。

图b. 模拟调制法原理图

2. 2DPSK 信号解调的差分相干解调法(非相干解调法)

差分相干解调的原理是2DPSK 信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，此后该信号分为两路，一路延时一个码元的时间后与

码变换相乘

载波

s(t)

e o (t)

另一路的信号相乘，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决，抽样判决器的输出即为原基带信号。它的原理框图如图c.所示。

图 c. 差分相干解调原理图

四. 系统组成框图及图符参数设置

2DPSK模拟调制及差分相干解调的系统组成框图如下图所示：

其中，图符0用于产生发送序列的绝对码；图符1为异或运算，用于产生对应于发送序列绝对码的相对码序列（其中图符2为延时器，延时一个码元周期）；图符5用于产生高频载波信号，通过图符4中的乘法器与相对码序列波形相乘，得出2DPSK信号；图符33用于产生加性高斯噪声，近似模拟传输的信道；图符10表示带通滤波器，用于滤除已调信号的带外噪声，经图符13

的延时处理后，通过图符12的乘法器，与带通滤波器的输出波形差分相乘，其输出波形经图符14所表示的低通滤波器后，再经过图符18,19的采样维持，

相乘器低通滤波器抽样判决器2DPSK

带通滤波器

延迟T

最终通过图符20表示的缓冲器，得到最终的输出解调序列；图符26用于测量原始输入序列与解调输出序列的误码率及其误码率曲线。

2DPSK调制端（模拟调制法）

相应的图符参数设置如表1.所示：

表1.模拟调制法图符参数设置表

编号库/名称参数

Token 0Source: PN Seq Amp = 1 v

Offset = 0 v

Rate = 20e+3 Hz

Levels = 2

2DPSK解调端（非相干解调法——差分相干解调法）

相应的图符参数设置如表2.所示：

表2.非相干解调法图符参数设置表

编号库/名称参数

Token 10Operator: Linear Sys Butterworth Bandpass IIR

5 Poles

Low Fc = 20e+3 Hz

Hi Fc = 60e+3 Hz

Quant Bits = None

Init Cndtn = Transient

DSP Mode Disabled

Gain = 1

Out Rate = 800e+3 Hz

Max Rate = 800e+3 Hz

Token20 Logic: Buffer

Gate Delay = 0 sec

Threshold = 0 v

True Output = -1 v

False Output = 1 v

Rise Time = 0 sec

Fall Time = 0 sec

Max Rate = 800e+3 Hz

五．各点波形

a) 主要的时域波形

发送序列的绝对码波形如图1.所示：

SystemView

500e-6500e-6

1e-31e-3

1.5e-3

2e-3

500e-3

-500e -3

-1

m p l i t u d e Time in Seconds

绝?

发送序列的相对码波形如图2.所示：

图2.余弦载波信号的波形如图3.所示：

2DPSK调制信号的波形如图4.所示：

图4.高斯加性噪声的波形如图5.所示：

带通滤波器的输出波形如图6.所示：

图6.乘法器的输出波形如图7.所示：

低通滤波器的输出波形如图8.所示：

图8.最终解调输出的绝对码波形如图9.所示：

b)不同信噪比下的眼图（低通输出的眼图）没加噪声情况下的眼图如图10.所示：

图10.

信噪比为0dB时的眼图如图11.所示：

信噪比为5dB时的眼图如图12.所示：

图12.信噪比为20dB时的眼图如图13.

所示：

信噪比为30dB时的眼图如图14.所示：

图14.

c)主要对比信号的覆盖图

绝对码与相对码的覆盖图如图15.所示：

绝对码与解调输出的覆盖图如图16.所示：

图16.

相对码与2DPSK信号的覆盖图如图17.所示：

d)主要对比信号的瀑布图

绝对码与相对码的瀑布图如图18.所示：

图18.绝对码与解调输出的瀑布图如图19.所示：