基于Systemview的二进制数字频带传输系统设计——2PSK系统
2ASK传输系统及仿真 (System View)

2ASK传输系统及仿真 (System View)摘要由于数字基带信号频率十分低,在设计数字通信系统时一般采用带通传输的形式,为了使基带信号能以较高的频率发送给出去,需要对载波进行调制。
键控法是数字调制的常用方法之一,根据载波物理参数变化的不同,分为幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。
其中,幅移键控(Amplitude Shift Keying,简称ASK),又称为振幅键控,是一种通过改变载波信号的振幅,利用载波幅度的变化来传递数字信息的调制方法。
2ASK是一种原理简单的调制方式,具有技术简单、易于实现、但却易受外界噪声干扰的特点,由于该调制方式传输效率较低,故现已较少应用。
但是作为了解其他数字调制原理的基础,我们还是应该去了解2ASK传输系统的工作原理。
在实际应用当中,大型、复杂的系统直接实验是十分昂贵的,而通信系统设计研究是一项十分复杂的技术。
由于技术的复杂性,在现代通信技术中,越来越重视采用计算机仿真技术来进行系统分析和设计。
利用仿真,可以大大降低实验成本,因此在本设计中利用计算机仿真软件来设计2ASK传输系统。
关键词:振幅键控;ASK;2ASK;信道噪声;调制解调2ASK transmission system and simulation (System View)AbstractBecause the frequency of digital baseband signal is very low, the form of band-pass transmission is generally used in the design of digital communication system. In order to make baseband signal sent out at a higher frequency, the carrier needs to be modulated. Keying is one of the common methods of digital modulation. It can be divided into amplitude shift keying (ask), frequency shift keying (FSK) and phase shift keying (PSK) according to the different physical parameters of carrier. Among them, amplitude shift keying (ask), also known as amplitude keying, is a modulation method that transmits digital information by changing the amplitude of carrier signal and using the change of carrier amplitude. 2ASK is a simple modulation method, which has the characteristics of simple technology, easy implementation, but easy to be interfered by external noise. Because of its low transmission efficiency, it has been less used. However, as the basis of understanding other digital modulation principles, we should still understand the working principle of 2ASK transmission system.In practical application, large and complex system direct experiment is very expensive, and communication system design and research is a very complex technology. Due to the complexity of technology, in modern communication technology, more and more attention ispaid to the use of computer simulation technology for system analysis and design. Using simulation can greatly reduce the cost of experiment, so in this design, the computer simulation software is used to design the 2ASK transmission system.Keywords: Amplitude shift keying;ASK;2ASK;channel noise;modulation and demodulation目录1 前言 (1)1.1 本设计的目的、意义及应达到的技术要求 (1)1.2 本设计在国内外的发展概况及存在的问题 (2)1.3 本设计应解决的主要问题 (3)2本设计 (3)2.1设计原理 (3)2.1.1调制原理 (5)2.1.2解调原理 (6)2.2方案选择 (7)2.2.1设计过程 (8)2.2.1.1调制部分设计 (9)2.2.1.2解调部分设计 (11)2.2.2测试结果 (14)2.2.2.1调制部分 (14)2.2.2.2解调部分(非相干解调法) (15)2.2.2.3解调部分(相干解调法) (17)3结论 (19)参考文献 (21)致谢 (22)1 前言在数字通信中,数字信号的传输方式有两大类,分别是基带传输和带通传输。
二进制数字频带传输系统设计——2PSK系统

目录1 技术要求 (1)2 基本原理 (1)2.1 2PSK信号基本原理 (1)2.2 Simulink软件原理 (2)2.3 systemview软件原理 (3)3 建立模型描述 (3)3.1 2PSK信号的调制原理 (3)3.2 2PSK信号的解调原理 (4)4 模块功能分析 (5)4.1 用Systemview实现2PSK的调制和解调 (5)4.1.1 调制模块 (5)4.1.2 低通滤波器模块 (6)4.1.3 抽样判决器模块 (6)4.2 用Simulink实现2PSK的调制和解调 (7)4.2.1 用Simulink实现2PSK调制和解调的总原理框图 (7)4.2.2 调制模块 (9)4.2.3 相乘器模块 (11)4.2.4 低通滤波器模块 (12)4.2.4 抽样判决器模块 (12)4.2.5 误码率模块 (12)4.3 用Matlab编程实现2PSK的调制和解调 (14)4.3.1 Matlab编程源程序 (14)5 调试过程及结论 (16)5.1 调试结果 (16)5.1.1 Sestemview搭建的2PSK调制与解调系统 (16)5.1.2 Simulink搭建的2PSK调制与解调系统 (18)5.1.3 Matlab编程实现2PSK的调制与解调调试 (19)5.2 调试结果分析 (21)6 心得体会 (21)7 参考文献 (22)二进制数字频带传输系统设计——2PSK系统1 技术要求(1) 设计出规定的数字通信系统的结构;(2) 根据通信原理,设计出各个模块的参数(例如码速率,滤波器的截止频率等);(3) 用Matlab或SystemView实现该数字通信系统;(4) 观察仿真并进行波形分析;(5) 系统的性能评价。
2 基本原理2.1 2PSK信号基本原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
SystemView2PSK调制解调系统实验

实验三、2PSK调制解调系统实验一、实验目的1、熟悉使用System View软件,了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握2PSK调制原理。
3、通过实验进一步掌握2PSK相干解调原理。
二、实验内容用System View建立一个2PSK调制解调系统仿真电路,信道中加入高斯噪声(均值为0,方差可调),调节噪声大小,观察输出端误码情况,同时观察各模块输出波形的功率谱,理解2PSK调制解调原理。
三、思考题1、观察仿真电路中各模块输出波形的变化,理解2PSK调制解调原理。
2、观察比较仿真电路中各模块输出波形的功率谱、带宽变化,指出2PSK是线性调制还是非线性调制。
3、调节噪声大小,观察输出端误码情况,说明原因。
4、将解调端参考载波相位设置为与调制端载波相位相差180,观察解调波形有何变化,此现象为何现象。
四、电路构成参数设置:Token0:产生原始码元信号,随机产生(参数设置:Source——Noise/PN――Pn Seg,幅度1V,频率50HZ,电平数2,偏移0V)Token1,5:Multiplier(乘法器)Token2,6:产生用于调制和解调的载波信号(参数设置:Source――Periodic――Sinusoid,幅度1V,频率200Hz)Token9:Adder(加法器)Token10:产生高斯噪声(参数设置:Source――Noise/PN――Gauss Noise,均值为0,均方差为0.1)Token7:产生一个模拟低通滤波器(参数设置:Operator――Filters/Systems――Linear Sys Filters,选择:Analog,频率50,极点个数3,低通滤波器的截止频率=原始码元速率)Token11:产生抽样信号(参数设置:Operator——Sample/Hold——Sampler,Sample Rate =50Hz,抽样速率=码元速率)Token12:对抽样信号进行保持(参数设置:Operator——Sample/Hold——Hold,Hold Value =Last Sample Gain=1V)Token13:对低通滤波器输出的抽样值进行判决(参数设置:Operator——Logic——Compare 选择:Select Comparison为a>=b)Token14:产生比较判决器的另一个输入,将抽样判决输出与此输入进行比较(参数设置:Source――Periodic――Sinusoid,幅度0V,频率0Hz)系统定时设置:单击工具条中的系统定时按钮,打开System Time Specification对话框,设置Start Time:0 ,Stop Time:0.5, Sample Rate:10000HZ,单击OK完成系统定时设置。
基于System View系统的2ASK调制系统设计

xxxxxxxxxxxxxx广播电视方向课程设计基于System View的2ASK调制系统设计学生姓名学号所在学院专业名称班级指导教师成绩Xxxxxxxxxxxxxxx二○一五年五月课程设计任务书基于System View的2ASK调制系统设计内容摘要:System View系统是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台,无论是滤波器的设计、信号分析与处理、完整通信系统的设计与仿真,还是一般系统的数学模型建立等各个领域,System View均能为用户提供一个精密的嵌入式分析工具。
在现代数字通信系统中,频带传输系统的应用最为突出。
将原始的数字基带信号,经过频谱搬移,变换为适合在频带上传输的频带信号,传输这个信号的系统就称为频带传输系统。
在频带传输系统中,根据数字信号对载波不同参数的控制,形成不同的频带调制方法。
幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的,其最简单的形式是,载波数字形式的调制信号在控制下通断,此时又可称作开关键控法(OOK)。
本设计中选择正弦波作为载波,用一个二进制基带信号对载波信号的振幅进行调制,载波在数字信号1或0的控制下通或断,在信号为l的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送,调制后的信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍,此调制称为二进制振幅键控信号(2ASK,Binary Amplitude Shift Keying)。
关键词:System View 2ASK 调制Design of 2ASK modulation system based on SystemViewAbstract:System View is a for modern engineering and scientific system design and Simulation of dynamic system analysis platform, whether it is design and Simulation of the designed filter, signal analysis and processing, a complete communication system and the mathematical model of general system establishment of various fields, Systemview can for the user to provide a sophisticated embedded analysis tools.In the modern digital communication system, the application of the frequency band transmission system is the most prominent.. The originalinto the suitable for in band transmission frequency band signal, to transmit the signal of the system is called frequency transmission system. In the frequency band transmission system, according to the digital signal to the carrier with different parameters of the control, a different frequency band modulation method. Amplitude changes with the modulated signal carrier amplitude shift keying (ask), is the most simple form, carrier digital modulation signal in the control on-off. This can also be called on off keying (ook). This design choose sine wave as the carrier, using a binary baseband signal of carrier signal amplitude modulation, carrier in digital signal under the control of 1 or 0 to switch on and off, in the signal for L of the carrier state is switched on. At this time transmission channels have carrier; in the signal is 0, the carrier is switched off. At this time the transmission channel no carrier transmission, the bandwidth of the modulated signal twice as much as in binary baseband signal width. This modulation known as binary amplitude shift control signal (2ASK, binary amplitude shift keying) Keywords:System View 2ASK modulation目录前言 (1)1 Systemview基本介绍 (2)1.1 设计窗口 (2)1.2 分析窗口 (3)1.3 图标库 (3)1.4 系统定时 (5)1.5 基本系统的搭建 (6)2 通信系统模型 (7)2.1 数字通信系统 (8)2.2 模拟通信系统 (9)3 2ASK调制解调的基本原理 (10)3.1 2ASK的定义 (10)3.2 2ASK的调制 (11)3.3 2ASK的解调 (12)3.4 2ASK的功率谱密度 (13)3.5 2ASK的抗噪声性能 (14)4 基于System View的2ASK调制系统设计 (15)5 结束语 (18)附录 (20)附录1:System View信号源库窗口 (20)附录2:正弦信号参数设置窗口 (21)附录3:接收计算器窗口 (22)参考文献 (23)基于System View的2ASK调制系统设计前言SystemView是美国ELANIX公司推出的,基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具,它使用功能模块(Token)去描述程序,无需与复杂的程序语言打交道,不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真,快速地建立和修改系统、访问与调整参数,方便地加入注释。
基于System_View的2ASK调制解调器设计

通信系列试验基于System View的ASK调制解调系统设计基于System View 的ASK 调制解调系统设计试验目的1、 掌握SystemView 仿真软件的使用2、实现ASK 、2ASK 的调制方法(键控法、乘法器实现法)与解调方法(包络 解调法、相干解调法)的仿真。
试验器材System View 仿真软件试验原理一、2ASK 的定义数字幅度调制又称幅度键控(ASK ),二进制幅度键控记作2ASK 。
2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波。
使载波时断时续。
有载波输出时表示送“1”,无载波输出时表示发送“0”。
()()t w t s t e c ook cos = (1)2ASK 信号可表示为:()()∑-=nb n nT t g a t s (2)式中c ω为载波角频率,)(t s 为单极性NRZ 矩形脉冲序列⎩⎨⎧-=)1(01P P a n 出现概率为出现概率为 (3) 其中,)(t g 是持续时间为b T 、高度为1的矩形脉冲,常称为门函数;n a 为二进制数字。
二进制振幅键控信号时域波形如图1所示,可以看出2ASK 信号的时间波形 随二进制基带信号 通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK 信号)。
S(t)101101t载波信号2ASK信号图1 2ASK信号时域波二、 2ASK的调制2ASK信号的调制方法有两种,一种是键控法,另一种是乘法器实现法。
在2ASK中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”和“1”。
一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通-断键控(On Off Keying)。
所以2ASK又称为通断控制(OOK)。
最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。
如图3-2所示,其中的开关电路受S(t)控制。
图3-2 数字键控法另一种方法是乘法器模拟法,其输入是随机信息序号,经过基带信号形成器,产生波形序列,乘法器用来进行频谱搬移,相乘后额信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。
systemview仿真实验2ASK 2PSK 2FSK QAM

通讯原理仿真实验报告年级院系:信息学院专业班级:通信工程一班姓名:学号:日期:2012.6.1实验一二进制振幅键控调制一、实验目的1、了解掌握二进制数字调制中的几种常见和基本的方式。
2、通过仿真掌握各种二进制数字调制方法的原理。
二、实验内容1、仿真二进制振幅键控调制(2ASK或OOK),观察仿真结果。
三、设计与仿真(1)设计过程及设计图(2)设计仿真结果(3)数据分析第一图为调制后的2ASK.第二图为非相干解调的信号.第三图为相干解调后的信号.两个解调后的信号均与调制信号相同。
有一定的延时.四、实验心得二进制振幅键控是通过控制载波的幅度来实现调制的。
信号的产生有两种方法:一种是调幅法,一种是键控法。
本实验采用的是键控法。
键控是通过单刀双掷开关实现的。
两种解调均恢复了源信号。
二进制振幅键控的抗噪性能较差一般在实际中不采用。
实验二二进制频移键控调制一、实验目的1、了解掌握二进制数字调制中的几种常见和基本的方式。
2、通过仿真掌握各种二进制数字调制方法的原理。
二、实验内容1、仿真二进制移频键控(2FSK),观察仿真结果。
三、设计与仿真(1)设计过程及设计图(2)设计仿真结果(3)数据分析第一图是调制信号,第二图是解调后的输出信号。
输入与输出信号相同,只是有一点延迟。
四、实验心得二进制频移键控使用不同的频率表示1和0.本实验解调使用的是相干解调.50赫兹的数字信号经500赫兹载波的调制.加上信道噪声后,分别相干解调.将两信号经比较后,还原原数字信号.实验三二进制移相键控调制一、实验目的1、了解掌握二进制数字调制中的几种常见和基本的方式。
2、通过仿真掌握各种二进制数字调制方法的原理。
二、实验内容1、仿真二进制移相键控及二进制差分相位键控(2PSK及2DPSK)三、设计与仿真(1)设计过程及设计图(2)设计仿真结果(3)数据分析第一图为源信号.第二图为调制的2PSK.第三图为调制的2DPSK. 第四图为2PSK 解调后的信号.第五图为2DPSK解调后的信号.由图知,解调后的波形与源图型一致,但有一定的延时.四、实验心得二进制相移键控是载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式.本实验用的是2PSK和2DPSK两种相位键控,并分别解调.解调采用的是相干解调的方法.2DPSK中的相对码是通过将输出信号经过一个单位码元宽度延时与源信号做模2和运算来实现.其相干解调也是用延时方法.实验四现代数字调制一、实验目的1、了解几种常见的现代数字调制方式。
systemview仿真2psk课程设计报告

通信原理实习报告专业:班级:学号::指导老师:用systemview仿真二进制相移键控的调制与解调系统1.工作原理:2PSK,二进制移相键控方式,是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。
就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
在2psk中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
其表达式如下:Acos w c t 发送1时F psk(t)=-Acos w c t 发送0时2psk的典型波形如图:由于表示信号的两种码元的波形相同,极性相反,故2psk信号的一般可以表述为一个双极性非归零的矩形波脉冲序列与一个正弦载波相乘,即(t)=s(t)cos w c t2psk可以用两种调制方式,如图2psk的模拟调制法;2psk的键控调制方法说明:2psk调制器可以采用相乘器,也可以采用相位选择器就模拟调制法而言,与产生2ASK信号的方法比较,只是对s(t)要求不同,因此2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。
而就键控法来说,用数字基带信号s(t)控制开关电路,选择不同相位的载波输出,这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。
2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。
2.2psk的解调原理说明:由于PSK信号的功率谱中五载波分量,所以必须采用相干解调的方式。
在相干解调中,如何得到同频同相的本地载波是个关键问题。
只有对PSK信号进行非线性变换,才能产生载波分量。
2PSK信号经过带通滤波器得到有用信号,经相乘器与本地载波相乘再经过低通滤波器得到低频信号v(t),再经抽样判决得到基带信号。
3.systemview仿真原理用systemview仿真时,采用的是键控法调制产生2psk信号和相干解调恢复基带信号。
在没有噪声的理想情况下进行仿真,如图:说明:0本地载波选取正弦零相位信号。
基于System-view的2PSK和2dpsk调制及解调课程设计报告

通信原理仿真设计报告基于System view的2psk/2dpsk调制与解调学院:电子工程学院年级:2014级专业:通信工程组员:陈继锦3潘欢养4指导教师:林战平2016年6月目录一、SystemView的基本介绍*二、二进制相移键控(2PSK)的调制*三、2DPSK的调制和相关解调*四、结束语*五、参考文献*一、SystemView的基本介绍SystemView是一个信号级的系统仿真软件主要用于电路与通信系统的设计、仿真、能满足从信号处理、滤波器设计到复杂的通信系统等要求。
SystemView借助大家熟悉的Windows窗口环境以模块化和交互式的界面为用户提供一个嵌入式的分析引擎。
SystemView由两个窗口组成分别是系统设计窗口的分析窗口。
系统设计窗口,包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计工作区。
所有系统的设计、搭建等基本操作都是在设计窗口内完成。
分析窗口包括标题栏、菜单栏、工具条、流动条、活动图形窗口和提示信息栏。
提示信息栏显示分析窗口的状态信息、坐标信息和指示分析的进度活动图形窗口显示输出的各种图形如波形等。
分析窗口是用户观察SystemView数据输出的基本工具在窗口界面中有多种选项可以增强显示的灵活性和系统的用途等功能。
在分析窗口最为重要的是接收计算器利用这个工具我们可以获得输出的各种数据和频域参数并对其进行分析、处理、比较或进一步的组合运算。
例如信号的频谱图就可以很方便的在此窗口观察到。
SystemView仿真系统具有许多的优点:1利用System View可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混系统各种多速率系统因此它可用于各种线性或非线性控制系的设计和仿真。
用户在进行系统设计时只需从System View配置的标库中调出有关图标并进行参数设置完成图标间的连线然后运行仿真操作最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。
2SystemView的库资源十分丰富包括含若干图标的基本库Main Library及专业库(Optional Library)基本库中包括多种信号源接收器、加法器、乘法器各种函数运算器等专业库有munication、逻辑Logic 、数字信号处理DSP、射频/模拟RF/Analog等3System View能自动执行系统连接检查给出连接错误信息或悬空的待连接端信息,通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于Systemview的二进制数字频带传输系统设计——2PSK系统1、技术指标:(1)设计出规定的2PSK数字通信系统的结构;(2)根据通信原理,设计出各个模块的参数(例如码速率,滤波器的截止频率等);(3)用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统;(4)观察仿真并进行波形分析;(5)系统的性能评价。
2、基本原理;二进制移相键控(2PSK)的基本原理:2PSK,二进制移相键控方式,是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。
就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
两个载波相位通常相差180度,此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。
3、建立模型描述;(1)2PSK信号的产生2PSK的产生:模拟法和数字键控法,就模拟调制法而言,与产生2ASK信号的方法比较,只是对s(t)要求不同,因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。
而就键控法来说,用数字基带信号s(t)控制开关电路,选择不同相位的载波输出,这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。
2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的,所不同的只是两者基带信号s(t)的构成,一个由双极性NRZ码组成,另一个由单极性NRZ码组成。
因此,求2PSK信号的功率谱密度时,也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。
(2)2PSK信号的功率谱2PSK信号的功率谱密度及其功率谱示意图如下:分析2PSK信号的功率谱:(1)当双极性基带信号以相等的概率(p=1/2)出现时,2PSK信号的功率谱仅由连续谱组成。
而一般情况下,2PSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。
其中,连续谱取决于基带信号经线性调制后的双边带谱,而离散谱则由载波分量确定(2)2PSK的连续谱部分与2ASK 信号的连续谱基本相同因此,2PSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同其中,数字基带信号带宽。
这就表明,在数字调制中,2PSK的频谱特性与2ASK相似。
相位调制和频率调制一样,本质上是一种非线性调制,但在数字调相中,由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值,因此,可以把相位变化归结为幅度变化。
这样一来,数字调相同线性调制的数字调幅就联系起来了,为此可以把数字调相信号当作线性调制信号来处理了。
(3)2PSK的解调系统①2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。
2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下:5.1-1 2PSK相干解调系统框图及各个测试点波形②利用Costas环对2PSK信号进行解调2PSK 调制和Costas环解调系统组成如下图所示:图2 2PSK 调制和Costas环解调系统组成4、模型组成模块功能描述(或程序注释)Systemview软件对2PSK系统进行仿真4.1 2PSK信号的产生5.2.1-1 键控法产生2PSK信号框图其中:Token0:PN码源,参数:Amp=1v、Offset=0v、Rate=10Hz、No.of levels=2;Token1:乘法器;Token2:正弦载波信号源,参数:Amp=1v、Offset=0v、Rate=10Hz;Token3:Systemview观察窗;Token4:Realtime观察窗;分析:键控法产生2PSK信号,用数字基带信号s(t)控制开关电路,选择不同相位的载波输出,我选用的s(t)为双极性NRZ脉冲序列信号。
仿真结果如下:4.2.1-2 2PSK信号的波形分析:2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的,所不同的只是两者基带信号的构成,一个由双极性NRZ码组成,另一个由单极性NRZ码组成。
4.22PSK相干解调系统2PSK相干解调系统框图其中:Token1,2,14,3,4:Realtime观察窗;Token0:PN码源,参数:Amp=1v、Offset=0v、Rate=10Hz、No.of levels=2;Token5,10:乘法器;Token9:加法器;Token11:巴特沃斯低通滤波器,截止频率为15Hz(因为原始调制信号为10Hz);Token12:抽样判决器;Token6:高斯噪声源;Token7,8,13:正弦载波信号源,Amp=1v、Offset=0v、Rate=50Hz(因不是实际工程应用,所以取低频率以便于仿真观察),其中Token13因需要作为抽样判决器的判决门限应将其Amp设为0分析:2PSK信号相干解调的过程实际上是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程,故常称为极性比较法解调。
由于2PSK信号实际上是以一个固定初相的末调载波为参考的,因此,解调时必须有与此同频同相的同步载波。
如果同步载波的相位发生变化,如0相位变为π相位或π相位变为0相位,则恢复的数字信息就会发生“0”变“1”或“1”变“0”,从而造成错误的恢复。
这种因为本地参考载波倒相,而在接收端发生错误恢复的现象称为“倒π”现象或“反向工作”现象。
绝对移相的主要缺点是容易产生相位模糊,造成反向工作。
这也是它实际应用较少的主要原因。
仿真结果如下:分析:以上波形从上到下依次是调制信号波形、2PSK波形、相乘输出波形、滤波后的波形、抽样判决后输出波形。
2PSK 信号的频谱和功率谱:图5.2.4 2PSK 信号的频谱和功率谱分析:2PSK 信号的功率谱特点:(1)当双极性基带信号以相等的概率(p=1/2)出现时,2PSK 信号的功率谱仅由连续谱组成。
而一般情况下,2PSK 信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。
其中,连续谱取决于数字基带信号s(t)经线性调制后的双边带谱,而离散谱则由载波分量确定。
(2)2PSK 的连续谱部分与2ASK 信号的连续谱基本相同(仅差一个常数因子)。
因此,2PSK 信号的带宽、频带利用率也与2ASK 信号的相同5.2.5 误比特率BER 分析(1)原理:误比特率(BER :Bit Error Rate )是指二进制传输系统出现码传输错误的概率,也就是二进制系统的误码率,它是衡量二进制数字调制系统性能的重要指标,误比特率越低说明抗干扰性能越强。
对于多进制数字调制系统,一般用误符号率(Symble Error Rate )表示,误符号率和误比特率之间可以进行换算,例如采用格雷编码的MPSK 系统,其误比特率和误符号率之间的换算关系近似为: 其中,M 为进制数,且误比特率小于误符号率。
(2)2PSK 系统BER 分析的仿真分析系统M P P MPSK s MPSK b 2,,log图5.2.5-1 2PSK系统BER分析的仿真分析系统此测试系统目的在于研究比特误码率(BER)与信号信噪比(SNR)之间的关系,信噪比是自变量,所以,仿真时钟应设置为循环模式,如下图所示:系统时钟设置其中循环次数设置为5,每次循环之前重置系统参数(必须)。
模块4为高斯噪声源,和模块10,7一起构成一个有噪信道,模块10为增益模块,受控的增益模块需要在系统菜单中设置全局关联变量,以便每个测试循环完成后将系统参数改变到下一个信噪比值。
具体关联全局变量的操作如下图所示:全局变量关联菜单选择在“Tools”菜单中选择“Global Parameter Links”后出现如参数设置栏。
在“Select Sysytem Token”中选择Token10(增益图符),在算术运算关系定义栏“Define Algebraic Relationship F[Gi,Vi]”内将F[Gi,Vi]的值设为-3*cl,cl为“Current Sysytem Loop”系统变量。
设置完成之后结果如下图所示:全局变量设置模块10为BER计数器,用以比较两路输入信号的误差,当误差超过“Threshold”参数中设置的门限时错误bit数加一。
其输出有3种,本实验中选择1:Cummulative Avg(EBR的累积均值)模块11为停止接收计数器,与BER计数器错误总数输出相连,它的作用是当错误总数超过预定值时停止本次循环的仿真进入下一循环,其参数设置中“Threshold”用设置成预定的错误总数。
“Select Action”选项应选择“Go To Next Loop”。
设置完成之后如下图所示:仿真分析图5.2.5-2 叠加高斯噪声强度随循环每次减小3dB变化图5.2.5-3 随解调信号SNR 改变的BER 曲线分析:输入的2PSK 信号功率保持不变,而叠加的高斯噪声功率逐次(-3db )衰减,即SNR 不断增加。
系统的误信率一直在下降。
5、调试过程及结论;调试中出的最大的纰漏便是将终值接收计算器图符弄错成6、心得体会;经过本次课程设计,自己对Systemview 软件有了一定的了解,并且又加深了自己对2ASK 、2PSK 的理解。
在做课程设计的过程中出现了很多问题,但通过自己对Systemview 软件的学习,问题被一一解决。
比如在设计过程中,我开始把载波类型选择为余弦。
这在原理上是没有问题的,但是如果这里选择余弦会有π/2 的相位差, 由于余弦也为正弦类信号, 所以载波类型选择为正弦。
在设计滤波器时, 要注意带通滤波器的带宽等于已调信号的带宽, 在做2FSK 时我随便选的带宽,电路虽然对,但是结果不对。
自己找了好久才发现原因。
比如: 基带频率选择10Hz,载波频率选择100Hz, 则带通滤波器的低频选90 Hz,高频选110 Hz 。
低通滤波器的带宽等于调制信号的带宽。
如果基带频率选择10Hz, 低通滤波器的最高截至频率选10 Hz, 同时还要注意时延的计算等于脉冲宽度, 比如基带频率选择10Hz,时延为0.1ms.理论上完全正确, 但是如果选0.1ms, 仿真时会有毛刺和误码, 考虑到这一点,时延的选择在0.1ms 的基础上偏移一点, 选0.099ms 再仿真就解决了毛刺和误码问题。
2、2ASK 、2PSK 、2FSK 、2DPSK 系统比较若传输的码元时间宽度为Ts ,则2ASK 系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度近似为2/Ts ,即 ;2FSK 系统的频带宽度近似为 ;2FSK 系统的频带宽度大于2ASK 系统或2PSK 2FSK 系统的频带利用率最低。
如果要求较高的频带利用率,则应选择相干2PSK 和2DPSK ,而2FSK 最不可取。
在2FSK 系统中,判决器是根据上下两个支路解调输出样值的大小来作出判决,不需要人为地设置判决门限,因而对信道的变化不敏感。
在2PSK 系统中,当发送符号概率相等时,判决器的最佳判决门限为零,与接收机输入信号的幅度无关。
因此判决门限不随信道特性的变化而变化,接收机总能保持工作在最佳判决门限状态。