通信原理课程设计2psk

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1、目录1绪论12原理分析12.1 SystemView 软件简介12.2二进制移相键控（2PSK）的基本原理22.3时分复用32.4频分复用33系统设计33.1系统结构设计43.2系统模块设计5321时分复用模块5322位同步模块53.2.3帧同步模块63.2.4时分复用分接模块74系统仿真与调试84.1时分复用模块84.2位同步信号94.3帧同步信号94.4时分复用分接95设计体会10参考文献111绪论在当今高度信息化的社会，信息和通信已经成为现代社会的“命脉” 通信作为传输信息的手段和方式，与传感技术、计算机技术相互融合，已成 为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。本文设计了一款4路

2、基带的2PSK信号传输系统。实现了 2PSK信号的产生、 调制解调，以及在有噪声有衰减信道中的传输，4路2PSK信号的时分复用和频 分复用，帧同步与位同步信号的产生与使用。本报告包括了具体设计任务，基本 思路及所涉及的相关理论，设计流程图，设计过程中出现的问题及相应解决办法, 系统模拟运行结果，系统电路图，个人体会及建议等。2原理分析2.1 SystemView 软件简介Systemview是El ANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、模拟和分析 的可视化软件。他可以提供大量的信号源供系统分析使用；其丰富的算子图符和 函数库便于设计和分析各种系统；其多种信号接受器为时域和频域的数值分析提

3、供便捷的途径；其无限制的分层结构使建立大而复杂的系统变得容易；另外他还 提供对于外部数据文件的接口，使信号分析更加灵活方便。Systemview操作简单，使用方便，只要用鼠标从Systemview库中选择图 符并将他们拖拽到设计窗口中连接起来创造线性和非线性，离散和连续，模拟、 数字和混合模式的系统，Systemview的所有图符都有相似的参数定义窗口，我 们所要做的只是修改各个图符的参数，无需编程即可实现系统的设计和模拟。Systemview的界面直观，设计窗口中各功能模块都用形象直观的图符表 示，分析窗口中分析结果以各种图形直观显示，使我们对系统的结构，功能和分 析结果一目了然。他的另一个

4、重要特点是可扩展性，Systemview允许用户插入 使用C+编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到Systemview中，能够像内 建库一样使用。Systemview提供了智能化的辅助设计。在系统设计仿真时，Systemview能 自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚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符。并在编译时，给出系统运行的大约时间， 方便了设计人员进行调试。其带有的API功能可以利用VC环境，将系统编译成可 脱离Sys temview独立运行的可执行文件，大大提高了运行速度和仿真效率。2.2二进制移相键控(2PSK)的基本原理2PSK,二进制移相键控方

5、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。在2psk中，通常用初始相 位0和n分别表示二进制“ 1 ”和“0”。其表达式如下：Fpsk (t)=Acos wct发送1时-Acos wct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，即错误！未找到引用源。 (t) =s( t)cosw

6、ct2psk可以用两种调制方式，如图图2 2psk的模拟调制法;图3 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。2.3时分复用时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达 到多路传输的

7、目的。时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信 号在时间轴上互不重叠。时分多路复用适用于数字信号的传输。由于信道的位传输率超过每一路信号的数 据传输率，因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时间 片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个数字信号都可按要求传输到 达，从而也实现了一条物理信道上传输多个数字信号。2.4频分复用频分复用(FDM )就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子 信道)，每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道 频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间 设立隔离带，这样就保

8、证了各路信号互不干扰。频分复用技术的特点是所有子信 道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频 分复用技术取得了非常广泛的应用。3系统设计3.1系统结构设计本设计采用将4路基带信号中的3路进行时分复用，合并成1路，然后再与 剩下的一路基带信号进行频分复用，同时进行2PSK信号调制，经过有高斯白噪 声和20db衰减的信道后，在进行解调，同时进行频分复用分接，将时分复用信 号输入到位同步模块中提取位同步信号，再根据位同步信号和时分复用信号提取 帧同步信号，同时把剩下一路频分复用分接后的信号直接输出，即得到1路基带 信号，再根据位同步信号和帧同步信号对时分复用信号进行分接

9、，得到3路基带信号。时分复用模块1r2PSK信号调制1r频分复用模块信道帧同步模块位同步模块2PSK信号解调时分复用分接模块图1系统结构图3.2系统模块设计321时分复用模块本电路将3路基带信号与1路帧同步信号进行时分复用合成一路信号，其中 帧同步码为11110010,对每一路基带信号，先将它们分别输入到4个8位移位 寄存器，再使用同样的时钟信号控制这4个移位寄存器输出到4个8位锁存器 中，实现串并转换，当这4锁存器中存满8位数据时，再控制锁存器同时并行输 出8位数据到8位数据选择器中，再使能帧同步码对应的数据选择器串行依次输 出帧同步码，帧同步码输出完毕后再使能第1路基带信号输出，然后是第2

10、路第 3路基带信号输出，从而得到四路时序错开的信号，再将这四路信号合成一路信 号，完成四路信号的时分复用。电路图如下：SystemView by ELANIXS-图2时分复用模块322位同步模块位同步电路通过对信源信号的微分整流，以及对时钟信号的分频等操作，得 到一个与时分复用信号同频同相、占空比为1/2的方波信号。本电路采用位同步 锁相法，在接收端利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信号的相位，若两者相位不一致（超前或滞后），鉴相器就产生误差信号去调整位同步信号的相位，直至获得准确的位同步信号为止。位同步电路原理框图如下图3位同步电路原理框图位同步模块电路图如下:图4位同步模块323帧同

11、步模块帧同步模块有两个输入，时分复用信号以及位同步信号。此模块先用位同步 信号控制时分复用信号一位位地输入到8位移位寄存器中，把移位寄存器的第0、 2、3位取反后和其它前几位相加，若移位寄存器刚好输出的是帧同步码，则8 位输出相加之和为8V，此时控制单稳多谐振荡器振荡器翻转，得到帧同步信号。 帧同步模块电路图如下：I IEmTT-:-25帧同步模块I324时分复用分接模块时分复用模块先将时分复用信号分别输入到3个8为移位寄存器中，再分别 输出到3个8位锁存器中，最后用3个8位数据选择器输出。输入输出时序是时 分复用信号到来后先延时8位码元周期，再将8位数据输入到第一个移位寄存器 中，然后将后8

12、位数据输入到第二个移位寄存器中，同时使能第一个锁存器输出, 第三个移位寄存器的处理类似，这样就将3路信号从时分复用信号中分接出来 了，并且丢弃了第一路的帧同步码。时分复用分接模块电路图如下：E-I信源入口I帧同歩入口IS-|位同歩入口41-cm图6时分复用分接模块4系统仿真与调试4.1时分复用模块Sink 46775100125800e-3:?pu4 rt lerY125150S00e-3图8第一路基带信号125150200e-3路基带信号751D0O125150Sink 47075100125150800e-3200e-3第三路基带信号75Time in Secends100125150Sy

13、 stem View图11时分复用信号4.2位同步信号图12位同步信号4.3帧同步信号图13帧同步信号4.4时分复用分接0204060Sink 241801001201-40160? EWSSSSS1 ”=020406080 100Time in Seconds12014fl160Sys tern View图14第一路基带信号图15第二路基带信号2ink 2422040100120140160800e-3400&-3-100120140160System View图16第三路基带信号5设计体会本通信系统综合训练开始对systemview软件进行了解，熟悉软件功能与特 点。然后运用时分复用的复用

14、方式进行分析，时分复用TDM是采用同一物理连接 的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。在本综合训练中会运 用到时分复用中的同步技术原理帧同步和位同步。帧同步为接收信号而使给定数 字信道的接收端与发送端的相应信道对齐的过程。位同步的目的是使每个码元得 到最佳的解调和判决。再在抽样定理的基础上对时分复用系统进行建模。建立系 统模型的过程。又称模型化。建模是研究系统的重要手段和前提。建模完成之后, 开始进行仿真，在得到仿真结果后，对仿真结果进行分析。这次专业设计受获最大的我想应该是systemview软件的使用吧，以前虽然 也接触过，但是没有认真的去用过、研究过。除此之外，对于2PSK

15、通信系统以 及时分复用也较以前有了更为深刻的理解。参考文献1 樊昌信，曹丽娜通信原理（第6版）国防工业大学出版社，20092 罗卫兵，孙桦，张捷.SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计M.北 京：电子工业出版社,20023 杜武林高频电路原理与分析M.西安：西安电子科技大学出版 社,2000.13-154 孙丽华信息论与纠错编码M.电子工业出版社，2005.35 Proakis，张力军译数字通信（第四版）M.电子工业出版社，20046 钱恭斌实用通信与电子线路的计算机仿真北京：电子工业出版社，2001附录 .系统总电路图:立同步模块|时分号用橄夬，脣IIIT1T I分接複块II:2ATI巾贞同步複块3SB Im11I ii I _ I i i I VHigB i i II i1113jftMlII6- i574- |IIIIII1StemView by ELANIX