现代通信原理课程设计基于Systemview的通信系统的仿真

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1、20060610080103目 录一、绪论2二、Systemview软件简介32.1 Systemview软件特点32.2 使用Systemview进行系统仿真的步骤3三、二进制频移键控（2FSK）43.1 二进制频移键控（2FSK）的基本原理43.1.1 2FSK调制的方法43.1.2 2FSK解调的方法63.2 使用Systemview软件对2FSK系统进行仿真63.2.1 2FSK信号的产生63.2.2 2FSK信号的频谱图83.2.3 2FSK非相干解调系统93.2.4 2FSK锁相鉴频法解调系统12四、二进制振幅键控（2ASK）134.1、二进制振幅键控的基本原理134.2 Syst

2、emview软件对2ASK系统进行仿真154.2.1 2ASK调制系统154.2.2 2ASK频谱及功率谱164.2.3 2ASK相干解调的系统174.2.4 ASK非相干解调的系统18五、二进制移相键控（2PSK）195.1 二进制移相键控（2PSK）的基本原理195.2 Systemview软件对2PSK系统进行仿真225.2.1 2PSK信号的产生225.2.2 2PSK相干解调系统235.2.3 2PSK 调制和Costas环解调系统组成255.2.4 2PSK信号的频谱和功率谱265.2.5 误比特率BER分析26六、二进制差分相移键控（2DPSK）296.1二进制差分相移键控（2D

3、PSK）原理296.2 Systemview软件对2DPSK系统进行仿真306.2.1 2DPSK差分相干解调系统306.2.2极性比较法解调2DPSK系统32七、心得体会35八、参考文献3637基于Systemview的通信系统的仿真摘 要数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率低频段，因而在很多实际的通信中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输。数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，

4、由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK ，Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。本文通过Systemview仿真软件，对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK系统进行仿真，分析2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的信号的调制方式，频谱特性，2ASK的相干解调和非相干解调系统、利用Costas环对2FSK、2PSK信号进行解调以及2FSK、2PSK的相干解调系统，并且对

5、2PSK的抗噪声性能做了一定的分析，最后同样用两种方式对2DPSK信号解调，并进行仿真分析。通过对2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK系统的分析，对几种调制方式的抗噪声性能、频带利用率及相干解调和非相干解调的抗噪声性能等有了更加清楚的认识。关键字：2ASK；2FSK；2PSK；2DPSK；相干解调；非相干解调；Systemview一、绪论数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率（如06M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传

6、输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。所谓调制，是用基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化从而携带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。和模拟调制不同的是，由于数字基带信号具有离散取值的特点，所以调制后的载波参量只有有限的几个数值，因而数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，就像用数字信息去控制开关一样，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK,Frequency-Shift k

7、eying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相键（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。数字调制系统的基本结构如图：在数字调制中，数字基带信号可以是二进制的，也可以是多进制的，对应的就有二进制数字调制和多进制数字调制两种不同的数字调制，最简单的情况即是以二进制数字基带信号作为调制信号的二进制数字调制，本次课程设计主要针对就是最常用的二进制数字调制方式即二进制振幅键控、移频键控和移相键控三进行系统仿真分析，通过学习Systemview仿真软件，对对三种系统进行仿真，熟悉2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的原理、已调信号的频谱特

8、点和各系统的抗噪声性能。二、Systemview软件简介2.1 Systemview软件特点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

9、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

10、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Systemview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 使用Systemview进行系统仿真的步骤使用Systemview进行系统仿真，一般要经过以下几个步骤：(1)建立系统的数学模型 根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，

11、将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。(3)设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置(系统模拟时间，采样速率等)和功能模块运行参数(正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等)。(4)设置观察窗口， 分析模拟数据和波形 在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。三、二进制频移键控（2FSK）3.1 二进制频移键控（2FSK）的基本原理FSK是在数字信号调制中使用较典型的一种调制方式,其利用载波的频率变化来传递数字信息0 或1. 由于其实现起来较容易、抗噪声与抗衰减的性能较好,因此,在中低速

12、数据传输(传输速率在1 200 bit/ s 以下) 中得到了广泛的应用.在二进制FSK中载波频率随着调制信号1或0而变,1 对应于载波频率f1,0对应于载波频率f2 .二进制FSK已调信号的时域表达式为:S2FSK( t) = nang(t-nTS )cos1t +na-ng(t- nTS)cos2t其中：1 = 2f1，2 = 2f2an =0 概率为P a-n =1 概率为P1 概率为1P 0 概率为1 - P式中：a-nan 的反码；g码元波形；TS码元周期f1、f2 2FSK的两个不同的载波频率.3.1.1 2FSK调制的方法 同2ASK调制的方法相同，2FSK也有两种调制方式：模拟

13、调频法，如图3.1.1-1（a）和数字键控的方法，如图3.1.1-1（b）， 图3.1.1-1 2FSK信号产生的方法由3.1.1-1（b）可得2FSK的表达式如下： 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图如下 ： 图3.1.1-2数字键控法实现2FSK信号的原理图由上图可得二进制移频键控信号的时间波形如下：图3.1.1-3 2FSK信号的时间波形可得2FSK的时域表达式如下：（2）2FSK信号的解调3.1.2 2FSK解调的方法图3.1.2-1 2FSK信号非相干解调3.2 使用Systemview软件对2FSK系统进行仿真3.2.1 2FSK信号的产生调频法:在SystemView 中二

14、进制数据用伪随机序列PNSeq仿真出随机的0 ,1 二进制数字信号,通过调频器FM 调制,0 对应50 Hz ,1 对应100 Hz.幅度A 均为1 V.键控法:在SystemView中二进制数据用伪随机序列PNSeq仿真出随机的0,1二进制数字信号,作为键控开关的控制信号，0 对应50 Hz 正弦波,1对应100 Hz 正弦波. 幅度A 均为1V.（1）调频法产生2FSK信号图3.2.1-1 调频法实现2FSK信号仿真结果如下：图3.2.1-2 2FSK信号波形图（1）键控法产生2FSK信号图3.2.1-3数字键控法实现2FSK信号分析：系统的参数设计如下：Token0为调制信Amplitu

15、de=-0.5v,Offset=0.5v,Rate=10Hz,Levels=2,Phase=0，Token1、3为载波，载波1频率=50HZ，载波3频率=100HZ。 Token2、4为乘法器Token7为Adder。 Token6为反相器，系统运行时间为0.3S，采样频率=20000HZ。仿真分析如下：图3.2.1-4 2FSK信号波形分析：从上到下依次是调制信号波形、频率为f1的已调信号波形，频率为f2的已调信号波形，2FSK信号波形。由图中可以观察到2FSK信号就是两个2ASK信号叠加而成.。3.2.2 2FSK信号的频谱图图3.2.2-1 2FSK信号的离散频谱图分析：在观察2FSK信

16、号的频谱图时将载波的频率改为f1=2500HZ f2=5000HZ，得如图3.2.1-3所示2FSK信号的频谱从上到下，从左到右上图依次是调制信号的频谱图，已调信号的频谱图，频率为f1已调信号的频谱图，频率为f1已调信号的频谱图。由于FFT频谱是对称的，故图中只画出了前一半。分析图3.2.1-3可得2FSK信号频谱特性如下：2FSK信号频谱特性：由连续谱和离散谱两部分组成。连续谱由两个双边谱叠加而成，而离散谱则出现在两个载频上。若两个载频之差较小，如小于fs,则连续谱出现单峰；若载频之差逐步增大，则连续谱将出现双峰。2FSK是非线性调制。2FSK信号带宽为：3.2.3 2FSK非相干解调系统（

17、1）2FSK非相干解调系统框图如下：图3.2.3-1 2FSK非相干解调系统框图分析：设计解调电路时,先用中心频率为500Hz 和1kHz的两个带通滤波器将已调信号滤成两路并联信号。这里选用通带分别为480520Hz 和9801020Hz 的Chebyshev 带通滤波器。接下来选用合适的器件实现包络检波器的功能。包络检波法解调方法,包络检波器可由半波整流器(Half Rctfy) 与低通滤波器串联实现其功能。半波整流器的功能描述是y ( t) = x ( t) - z , x ( t) z其中, y ( t) 为输出信号, x ( t ) 为输入信号, z 为所设置的零点。当z 取0 时,其

18、功能为：y ( t) =x ( t)； x ( t) 00 ； x ( t) = INPUT - 时,输出高电平的值;当INPUT + = INPUT - 时,输出低电平的值;当INPUT + b模式、a输入为Token8输出、b输入为门限电平、 True Output1v、false Output-1v ；Token15：比较门限电平，选正弦信号源，Amp0V、F0Hz，即比较门限为0电平；Token10，11，16，17，13：信宿接收分析器Sink。仿真结果如下图：3.2.4-3 2FSK锁相鉴频法解调波形图分析：从上到下，从左到右波形图依次是基带信号、解调信号、滤波1输出信号、滤波2输

19、出信号.四、二进制振幅键控（2ASK）4.1、二进制振幅键控的基本原理2ASK信号时间波形e(t)随二进制基带信号是s(t)的通断的变化，如下图g(t)、s(t)、e(t)如下图 图4.1-1 2ASK信号时间波形（1）2ASK信号的解调方法通常有两种，如下图：图4.12（2）e(t)的功率谱密度为：单极性随机脉冲序列功率谱密度的一般表达式为： 得e（t）的功率谱为： 4.2 Systemview软件对2ASK系统进行仿真 4.2.1 2ASK调制系统 2ASK调制系统框图如下： 图4.2.1-1 2ASK调制系统分析：如下图2ASK调制的方法通常有两种：一般模拟幅度的调制方法，如图4.2.1

20、-2（a）和数字键控的方法，如图4.2.1-2（a），图中开关受s（t）的控制； 图4.2.1-2 2ASK调制的方法仿真分析：图4.2.1-3 2ASK信号波形4.2.2 2ASK频谱及功率谱图4.2.1-1 2ASK频谱及功率谱分析：上图中从上到下，从左到右依次是基带信号频谱，已调信号的频谱，调制信号的功率谱和已调信号的功率谱。由于FFT频谱是对称的，故图中只画出了前一半。分析图2.2.1-4可得2ASK频谱特性如下：2ASK频谱特性：由连续谱和离散谱两部分组成。连续谱取决于g(t)经线性调制后的双边带谱，离散谱由载波分量决定。2ASK信号的频谱只是将基带信号的频谱沿频率轴平移了一个fc,

21、而基带信号的频谱结构并不改变。基带信号带宽为fs,2ASK信号带宽为2fs。频带利用率仅为直接传输基带信号的1/2。4.2.3 2ASK相干解调的系统图4.2.3-1 2ASK相干解调的系统框图分析：系统的参数设计如下：Token1、3为乘法器，Token2、6为载波，载波频率=1000HZ， Token4为Adder为高斯脉冲形成滤波器；Token5为高斯噪声产生器，设标准偏差 Std Deviation=0.3v，均值Mean=0v；Token7为模拟低通滤波器，来自选操作库中的“LinearSys”图符按钮，在设置参数时，将出现一个设置对话框，在“Design”栏中单击Analog按钮，

22、进一步单击“Filter PassBand”栏中Lowpass按钮，选择Butterworth型滤波器，设置滤波器极点数目：No.of Poles=5（5阶），设置滤波器截止频率：LoCuttoff=200 Hz。Token11为基带信号，频率=50HZ，电平=2，偏移=1系统运行时间为0.3S，采样频率=20000HZ。仿真结果如下： 图4.2.3-2 2ASK相干解调波形分析：上图的结果依次是基带信号、已调信号和解调信号4.2.4 ASK非相干解调的系统（1）2ASK非相干解调的系统的框图如下：图4.2.4-1 2ASK非相干解调的系统的框图系统的参数设计如下：Token1、3为乘法器，T

23、oken2、6为载波，载波频率=1000HZ， Token4为Adder为高斯脉冲形成滤波器；Token5为高斯噪声产生器，设标准偏差 Std Deviation=0.3v，均值Mean=0v；Token7为模拟低通滤波器，来自选操作库中的“LinearSys”图符按钮，在设置参数时，将出现一个设置对话框，在“Design”栏中单击Analog按钮，进一步单击“Filter PassBand”栏中Lowpass按钮，选择Butterworth型滤波器，设置滤波器极点数目：No.of Poles=5（5阶），设置滤波器截止频率：LoCuttoff=200 Hz。Token11为基带信号，频率=5

24、0HZ，电平=2，偏移=1系统运行时间为0.3S，采样频率=20000HZ。 仿真结果如下：图4.2.4-2 2ASK非相干解调的波形分析：上图的结果依次是基带信号、已调信号和解调信号五、二进制移相键控（2PSK）5.1 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。（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，

25、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

26、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

27、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。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个测试点波形利用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：5.1.-2 2PSK 调制和Costas环解调系统组成5.2 Systemview软件对2PSK系统进行仿真5.2.1 2PSK信号的产生5.2.1-1 键控法产生2PSK信号框图分析：键控法产生2PSK信号，用数字基带信号s(t)控制开关电路，

28、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。 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。5.2.2 2PSK相干解调系统 5.2.2-1 2PSK相干解调系统框图分析：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

29、相位变为相位或相位变为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”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： 图5.2.2-2 2PSK相干解调系统框图分析：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、解调出的波形。5.2.3 2PSK 调制和Costas环解调系统组成图5.2.3-1 2PSK 调制和Costas环解调系统框图仿真结果如下：图5.2.3-2 2PSK Costa

30、s环解调出波形分析：从上到下依次是：调制信号波形、低通滤波后的波形、解调出的波形。5.2.4 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

31、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图5.2.5-1 2PSK系统BER分析的仿真分析系统编号图符块属性（Attribute）类型（Type）参数设置（Pa

32、rameters）0SourcePN SeqAmp=1v, Offset=0v, Rate=50Hz, Level=23、.6SourceSinusoidAmp=1v, Freq=1000Hz, Phase= 0 deg4SourceGauss NoisePwr Density=0.007W/Hz, Mean=0v, System=50 ohms13OperatorGainGain Unit=dB Power, Gain=-30dB5OperatorLinear SysButterworth, Lowpass IIR, 5 Poles, Fc=200Hz1OperatorSamplerInte

33、rpolating, Rate=50Hz21CommBER RateNo.Trials=3 bits, Threshoid=0v, Offset=1 Sec18OperatorSmpl DelayFill Last register, Delay=1 samples19OperatorSamplerInterpolating, Rate=50Hz14SinkFinal Value- （终值显示图符块）15FuctionCmlty AvgGain=1 （累积平均图符块）17SinkAnalysis- （观察叠加的高斯噪声每次循环的强度变化）（3）仿真分析：图5.2.5-2 叠加高斯噪声强度随循环

34、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衰减，即SNR不断增加。系统的误信率一直在下降。六、二进制差分相移键控（2DPSK）6.1二进制差分相移键控（2DPSK）原理在2PSK系统中，由于本地参考载波有0、模糊度，因而解调得到的数字信号可能极性完全相反，从而造成1和0倒置。这对于数字传输来说当然是不能允许的。克服相位模糊度对相干解调影响的最常用而又有效的办法是在调制器输入的数字基带信号中采用差分编码， 即相对调相（2DPSK），也叫二进制差分相移键控。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码

35、元的相对相位变化传送数字信息。 2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。即用前后两个码元之间相差来表示码元的值“0”和“1”。例如，假设相差值“”表示符号“1”，相差为“0”表示符号“0”。可以看出2DPSK的波形与2PSK的不同，他们的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位差才表示信息符号。这说明，解调2DPSK信号是并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则只要鉴别这个相差关系就可正确恢复数字信息，这就避免了2PSK中的倒现象发生。实现相对调相的最常用方法是：首先对数字基带信号进行差分编码，即由绝对码表示变为相

36、对码（差分码）表示，然后再进行绝对调相。原理方框图如下： PN码发生器差 分编码器2PSK系 统差 分译码器a(n)a(n)图6.1-1 相对调相原理方框图因为二进制绝对码与相对码之间符合模2加的关系，即有 bn=an bn-1 an=bn bn-1因此二进制差分编码器和解码器组成如图所示，其中：an为二进制绝对码序列，bn为差分编码序列，D触发器用于将序列延迟一个码元间隔。如下图所示：QCKDan发送码时钟bn-1bnDQCK位同步时钟bnbn-1an(a) 发送差分编码器(b) 接收差分解码器图6.1-2 发送接收编码器6.2 Systemview软件对2DPSK系统进行仿真6.2.1 2

37、DPSK差分相干解调系统（1）2DPSK差分相干解调框图如下：图6.2.1-1 2DPSK差分相干解调框图（2）分析：（3）仿真波形结果：图6.2.1-2 2DPSK差分相干解调波形图（a）图6.2.1-2 2DPSK差分相干解调波形图（b）图6.2.1-2 2DPSK差分相干解调波形图（c）分析：2DPSK差分相干解调波形图（a）中从上到下，从左到右依次是：调制信号波形、本地载波波形、相对码、2DPSK信号波形；2DPSK差分相干解调波形图（b）中从上到下，从左到右依次是：延迟后的一个周期后的信号、乘法器输出信号、低通滤波器输出信号和最后经过抽样判决得到的解调信号；2DPSK差分相干解调波形

38、图（c）中从上到下，依次是：调制信号波形和最后经过抽样判决得到的解调信号波形。从波形中可以看出，判决器的输出波形与输入信号完全相同，证明了差分相干解调的有效。6.2.2 极性比较法解调2DPSK系统图6.2.2-1 极性比较法框图（1）分析：系统定时:采样率是500Hz ,采样点是500 个。图符9 :信号源库中的“PSK 载波”,可同时输出基带和PSK两路信号,设基带信号波特率为10bit/ s ,即每秒10 个二进制符号。调制载波为20Hz。图符10:信号源库中的“正弦波发生器”,即本地载波,频率为20Hz。图符12 : 乘法器。图符8 :算子库中的“低通滤波器”,截至频率为20Hz ,滤

39、除高频成分,实际上起平滑作用。图符14 :逻辑库中的“缓冲器”,即反相器，设置其输出真值为“0”,假值为“1”。图符17 :逻辑库中的“过零比较器”。选ab，图符14为a输入，图符18 :比较电平。图符0、1、3、4、5、16 :分析窗口,可以看到连接到此分析窗口的信号波形。（2）过程：极性比较法的原理实际上是借鉴了PSK的解调方法,在最后加了码变换器。具体过程可由图6.2.2-2各个分析窗口的波形看出。（3）波形仿真结果：图6.2.2-2 极性比较法波形（a）分析： 上图中的波形从上到下依次是调制信号波形和2PSK的波形。图6.2.2-2 极性比较法波形（b）图6.2.2-2 极性比较法波形

40、（c）分析：极性比较法波形（b）从上到下依次是相乘后波形和低通滤波后的波形。（c）从上到下依次是调制信号波形和解调信号的波形。七、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、2FSK、2DPSK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/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。还有在利用模拟法进行调制时, 异或门的门限需要设置为0v,如果不设置而选用

41、默认值, 已调信号为一调幅波。而用键控法时, 异或门的门限可以为默认值。在比较器中, 判决门限的选择,我选择了a=b,而使输出波形倒相。所以在这里要反着判取a2FSK2ASK。但是相干解调的误码率更低。例如：比较2DPSK在本此次课程设计中用到的两种解调方式：极性比较法和差分相干解调。两种方法均能实现2DPSK信号的解调,并恢复出2PSK基带信号。从所使用的图符上比较,极性比较法比差分相干解调法多用了两个设备,一是本地载波,而本地载波对2DPSK信号来说恢复起来很复杂,常用的方法是采用平方环和科斯塔斯环 ,二是码变换器,在仿真中可由延时器和异或门构成,因此差分相干解调法更为实用。八、参考文献1 曹志刚，钱亚生编著，现代通信原理，清华大学出版社，1992。2 罗伟雄，韩力，原东昌编著，通信原理与电路，北京理工大学出版社，1999。3 李哲英主编，SystemView动态系统分析与设计软件学习版中文手册，内部资料，1997。4 陈星，刘斌编写，SystemView通信原理实验指导，北京航空航天大学电子工程系内部讲义，1997。5 樊昌信,张甫翊,徐炳祥,吴成柯. 通信原理(第五版) M . 北京:国防工业出版社,2002。