基于Systemview2DPSK系统的分析与设计

（职业技术学院）《通信原理课程设计》报告设计题目：基于Systemview2DPSK系统的分析与设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：时间：2012年5月20日一、课程设计题目基于Systemview2DPSK系统的分析与设计二、课程设计要求（1）设计一数字基带或频带通信系统，包括发送滤波器，调制，解调和接收滤波器等；（2）调制方式可采用2ASK，2FSK，2PSK或2DPSK；（3）根据所学通信原理知识，设计各个模块参数（如码元速率，载波频率等）；（4）通信系统的设计利用Systemview仿真实现实现；（5）仿真波形分析，要求仿真的波形有（产生的输入二进制序列调制信号波形，载波，已调信号波形，噪声信号、已调信号叠加噪声、接收基带信号眼图、判决输出的二进制序列、滤波器参数）。（6）要求报告书写规范，无书写，排版错误。图号、表号标注清楚，系统不同条件下，所得的仿真结果能进行分析比较，并得出正确的结论。三、2DPSK调制与解调方案及原理1.设计方案（1）2DPSK调制方案（2）2DPSK解调方案（差分相干解调法）2.设计原理（1）2DPSK调制原理2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与之间的关系为则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下表所示数字信息与之间的关系也可以定义为2DPSK信号调制过程波形如图1所示。图12DPSK信号调制过程波形可以看出，2DPSK信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。（2）2DPSK解调原理（差分相干解调法）此方案是直接比较前后码元的相位差，从而恢复发送的二进制数字信息。由于解调的同时完成了码反变换作用，故解调器中不需要码反变换器。由于差分相干解调方式不需要专门的相干载波，因此是一种非相干解调方法。各点波形如下图所示。0,01表示数字信息“”，表示数字信息“”1101001102DPSK0000000000二进制数字信息：信号相位：或0,10表示数字信息“”，表示数字信息“”绝对码相对码载波DPSK信号1011001010010110四、2DPSK调制与解调各仿真模块参数设计及仿真结果1、系统搭建及参数设置（1）基本系统Token0：PN码源，参数为Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝50Hz、No.oflevels＝2；Token1、5、15、17、22、28、30:观察窗；带通滤波器a相乘器c低通滤波器dbe抽样判决器定时脉冲(a)延迟TsabcdeDPSK信号二进制信息1000110Token6、29：乘法器Token7:载波信号源，参数：Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝100Hz,phase=0deg；Token27：带通滤波器，上限频率为1000Hz，下限频率为100Hz；Token13：低通滤波器，截止频率为50Hz；Token19：门限，值为0;Token20：比较器，ab，True=1v,False=-1v；Token24、25：SmplDelay,Delay=100samples;Token26：XORThreshold=0.5,True=1,False=-1;Token19和Token20两个器件构成判决，当大于0时输出为1，小于0时输出为-1。（2）“相位模糊”系统（参数设置不变）（3）加入噪声系统搭建（参数设置不变）2、仿真波形（1）基本仿真波形图基带信号波形图：编码输出波形图：载波信号波形图：2DPSK信号波形图：带通滤波输出信号：低通滤波输出信号：比较判决输出信号：2DPSK信号功率谱：载波信号功率谱：基带信号功率谱：低通滤波眼图：（2）比较输出波形当载波信号出现相位模糊时，基带信号波形图和解调信号波形图如下基带载波信号图：解调信号波形图：当加入噪声时，基带信号波形图及解调信号波形图如下A、采样频率为10000Hz时基带信号波形图：解调信号波形图：B、采样频率为5000Hz时基带载波信号图：解调信号波形图：C、采样频率为15000Hz时基带载波信号图：解调信号波形图：五、结论通过对Systemview2DPSK系统仿真及波形图的观察，得出以下结论：（1）输入信号（基带信号）与输出信号（解调信号）信号基本一致，但解调信号相对于基带信号有延迟，主要是滤波器滤波误差造成的，这无碍仿真结果的准确性；（2）由于采样频率较大、终止时间较长，已调信号的波形观察不是很清楚，这就不如低频处理清楚，直观；（3）通过对“相位模糊”系统中基带信号与解调信号的波形图相对比，可以看出解调信号与原始信号基本一致，没有出现相位模糊现象，即相位模糊现象对于2DPSK信号传输系统无影响；（4）当加入噪声时，可以明显的看出噪声对于系统传输有一定的影响；（5）加入噪声时，当采样频率选取适当时，噪声对2DPSK信号传输系统的干扰很小，即解调信号与原始基带信号波形基本一致。（6）对于任一传输系统，都应有一个合适的采样频率（段）使信号能够正确解调，前提是传输途中不出现错误。六、课程设计体会这次的课程设计需要使用SystemView软件进行仿真，我以前对这软件一无所知，在老师向我演示第一遍并把本次实训的题目告诉我后，我翻阅课本看书上的基带与传输系统时，我觉得应该不是特别难，再加上自己在安装SystemView仿真软件按照老师教的系统稍微操作了一下，感觉还行，也没太注意其他的东西。在实训开始的第一天，我觉得老师教的东西都会，也没太在意，就在想着自己将要仿真的系统。第二天当我准备大显身手的时候，结果却出乎我的意料，很多元件我很难找到，当我好不容易按照书上的讲义完整的抄了一遍，所得到的分析结果却与书上大相径庭。本来结果应是矩形波的，但结果确是斜波。按照自己所学知识，很显然就是错误的，于是我开始找原因，每次都无法正确纠正过来。结果我只好从头再来，从一开始输入随机二进制单极性基带信号外加一个分析器，查看波形后我的有点平静，原始信号都有问题，那就是系统本身的问题了。但看看别人的波形都是非常标准我才感觉到很有压力，就这样我一直刷新可结果还是如此，于是我向其他同学请教，可不知为何，大家也很难解决。硬着头皮我向老师请教了，结果把抽样频率调整一下就好了，我无话可说了，这让我明白了我要学习的东西很多，不仅仅只是学习如何基本使用这个软件进行仿真。接下来的几天里，我克服重重困难，通过查阅课本讲义和上网查阅有关SystemView的使用，下载教程学习SystemView软件的使用方法，在这几天里，我深知自己书本知识的匮乏，但在老师的精心指导和同学的热心帮助下，我还是完成了我的2DPSK数字基带传输系统设计与仿真。这次的2DPSK数字基带传输系统设计与SystemView仿真使我加强了对2DPSK信号的了许多的问题，比如基带信号的产生方法，对基带信号的差分方法以及最后抽样判决还原基带信号的方法都曾使我感到困惑。在仿真中遇到的一个难题是基带码差分的问题，由于对差分的过程及其表达式理解不清，使我在这个问题上耽搁了很长的时间。通过这次的实训，不仅让我粗略掌握了SystemView仿真软件的使用方法，同时也让我加强了对一些理论知识的理解。更让我知道了一个人不能太无知，一定要谦虚谨慎。最后特别感谢老师对我的细心指导。七、指导教师评语及成绩评语：成绩：指导教师签名：批阅日期：2012年5月28日