基于Systemview的2PSK系统

华东交通大学信息工程学院大作业作业名称基于Systemview的2PSK系统课程名称现代通信仿真技术专业通信工程班级10通信（2）班学号20100610080221姓名曾志林指导老师邹丹日期2012年12月22日一、实验目的（1）设计出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。二、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：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：2PSK调制和Costas环解调系统组成三、模型组成模块功能描述Systemview软件对2PSK系统进行仿真3.12PSK信号的产生键控法产生2PSK信号框图其中：Token0：PN码源，参数：Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝10Hz、No.oflevels＝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。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。3.2PSK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.oflevels＝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仿真结果如下：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、抽样判决后输出波形。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信号的相同四、心得体会；经过本次大作业，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90Hz,高频选110Hz。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10Hz,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。五、参考文献[1]唐向宏、岳恒立、郑雪峰编著，MATLAB及在电子信息类课程中的应用，电子工出版社[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]刘焕进、王辉、李鹏、刘洐琦编著。MATLABN个使用技巧，北京航空航天大学出版社