98376基于Systemview的數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的仿真

1、安徽師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告所屬課程名稱(chēng)：現(xiàn)代通信原理課程設(shè)計(jì)標(biāo)題：基于 Systemview的數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的仿真專(zhuān)業(yè)班級(jí)：09級(jí)通信工程2班姓名：吳影學(xué)號(hào)：0908376指導(dǎo)老師：何國(guó)棟目錄課程設(shè)計(jì)目的 3課程設(shè)計(jì)器材3課程設(shè)計(jì)原理 3Systemview的基本介紹課程設(shè)計(jì)過(guò)程 41二進(jìn)制振幅鍵控2ASK 42二進(jìn)制頻移鍵控2FSK 93二進(jìn)制移相鍵控2PSK 144二進(jìn)制差分移相鍵控 2PSK 18課程設(shè)計(jì)總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 22謝辭 23課程設(shè)計(jì)目的：1、熟練掌握 Systemview 的用法，在該軟件的配合下完成各個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，還有調(diào)試結(jié) 果圖2、深入了解2ASK

2、2FSK, 2PSK 2DPSK勺調(diào)制解調(diào)原理課程設(shè)計(jì)器材：PC機(jī)，Systemview 軟件課程設(shè)計(jì)原理： 數(shù)字信號(hào)勺傳輸方式可以分為基帶傳輸和帶通傳輸。為了使信號(hào)在帶通信道中傳輸， 必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道特性相匹配。在這個(gè)過(guò)程中就要用 到數(shù)字調(diào)制。在通信系統(tǒng)中，利用數(shù)字信號(hào)勺離散取值特點(diǎn)通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵控載波，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制， 這種方法通常稱(chēng)為鍵控法，主要對(duì)載波勺振幅，頻率，和相位進(jìn)行鍵控。鍵控主要分為： 振幅鍵控，頻移鍵控，相移鍵控三種基本勺數(shù)字調(diào)制方式。Systemview 勺基本介紹：SystemView 是一個(gè)用于現(xiàn)代科學(xué)與科學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真打動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析平臺(tái)。

3、從濾波 器設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、完整通信系統(tǒng)打設(shè)計(jì)與仿真，到一般打系統(tǒng)數(shù)字模型建立等各個(gè)領(lǐng) 域， SystemView 在友好而功能齊全打窗口環(huán)境下，為用戶(hù)提供啦一個(gè)精密勺嵌入式分析工 具。進(jìn)入 SystemView 后，屏幕上首先出現(xiàn)該工具勺系統(tǒng)視窗，系統(tǒng)視窗最上邊一行為主菜 單欄，包括：文件 File ）、編輯 Edit ）、參數(shù)優(yōu)選 Preferences ）、視窗觀(guān)察 View）、 便箋 NotePads）、連接 Connetions ）、編譯器 Compiler ）、系統(tǒng) System）、圖符塊 Tokens）、工具Tools ）和幫助Help ）共11項(xiàng)功能菜單。如下圖所示。系統(tǒng)視窗左側(cè)

4、豎排為圖符庫(kù)選擇區(qū)。圖符塊Toke n）是構(gòu)造系統(tǒng)的基本單元模塊，相當(dāng)于系統(tǒng)組成框圖中的一個(gè)子框圖，用戶(hù)在屏幕上所能看到的僅僅是代表某一數(shù)學(xué)模型的 圖形標(biāo)志 圖符塊），圖符塊的傳遞特性由該圖符塊所具有的仿真數(shù)學(xué)模型決定。創(chuàng)建一個(gè) 仿真系統(tǒng)的基本操作是，按照需要調(diào)出相應(yīng)的圖符塊，將圖符塊之間用帶有傳輸方向的連 線(xiàn)連接起來(lái)。這樣一來(lái)，用戶(hù)進(jìn)行的系統(tǒng)輸入完全是圖形操作，不涉及語(yǔ)言編程問(wèn)題，使 用十分方便。進(jìn)入系統(tǒng)后，在圖符庫(kù)選擇區(qū)排列著8個(gè)圖符選擇按鈕創(chuàng)建系統(tǒng)的首要工作就是按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案從圖符庫(kù)中調(diào)用圖符塊，作為仿真系統(tǒng)的基本單元模塊?？捎檬髽?biāo) 左鍵雙擊圖符庫(kù)選擇區(qū)內(nèi)的選擇按鈕。當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)中各測(cè)

5、試點(diǎn)或某一圖符塊輸出進(jìn)行觀(guān)察時(shí)，通常應(yīng)放置一個(gè)信宿 Sink ）圖符塊，一般將其設(shè)置為Analysis ”屬性。Analysis塊相當(dāng)于示波器或頻譜儀等儀器的作用，它是最常使用的分析型圖符塊之一。在SystemView系統(tǒng)窗中完成系統(tǒng)創(chuàng)建輸入操作包括調(diào)出圖符塊、設(shè)置參數(shù)、連線(xiàn)等）后，首先應(yīng)對(duì)輸入系統(tǒng)的仿真運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能采用數(shù)值計(jì)算方 式，起始點(diǎn)和終止點(diǎn)究竟為何值？究竟需要計(jì)算多少個(gè)離散樣值？這些信息必須告知計(jì)算 機(jī)。假如被分析的信號(hào)是時(shí)間的函數(shù)，則從起始時(shí)間到終止時(shí)間的樣值數(shù)目就與系統(tǒng)的采 樣率或者采樣時(shí)間間隔有關(guān)。實(shí)際上，各類(lèi)系統(tǒng)或電路仿真工具幾乎都有這一關(guān)鍵的操作 步驟，

6、SystemView也不例外。如果這類(lèi)參數(shù)設(shè)置不合理，仿真運(yùn)行后的結(jié)果往往不能令人 滿(mǎn)意，甚至根本得不到預(yù)期的結(jié)果。有時(shí)，在創(chuàng)建仿真系統(tǒng)前就需要設(shè)置系統(tǒng)定時(shí)參數(shù)。時(shí)域波形是最為常用的系統(tǒng)仿真分析結(jié)果表達(dá)形式。進(jìn)入分析窗后，單擊“工具欄” 內(nèi)的繪制新圖按鈕 按鈕1），可直接順序顯示出放置信宿圖符塊的時(shí)域波形，對(duì)于碼間干擾和噪聲同時(shí)存在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，給出系統(tǒng)傳輸性能的定量分析是非常 繁雜的事請(qǐng)，而利用“觀(guān)察眼圖”這種實(shí)驗(yàn)手段可以非常方便地估計(jì)系統(tǒng)傳輸性能。實(shí)際 觀(guān)察眼圖的具體實(shí)驗(yàn)方法是：用示波器接在系統(tǒng)接收濾波器輸出端，調(diào)整示波器水平掃描 周期Ts，使掃描周期與碼元周期 Tc同步 即Ts = n

7、Tc, n為正整數(shù)），此時(shí)示波器顯示的波 形就是眼圖。由于傳輸碼序列的隨機(jī)性和示波器熒光屏的余輝作用，使若干個(gè)碼元波形相 互重疊，波形酷似一個(gè)個(gè)“眼睛”，故稱(chēng)為“眼圖”?！把劬Α睊甑迷酱?，表明判決的誤 碼率越低，反之，誤碼率上升。SystemView具有“眼圖”這種重要的分析功能。當(dāng)需要觀(guān)察信號(hào)功率譜時(shí)，可在分析窗下單擊信宿計(jì)算器圖標(biāo)按鈕，出現(xiàn)“SystemView信宿計(jì)算器”對(duì)話(huà)框，單擊分類(lèi)設(shè)置開(kāi)關(guān)按鈕spectrum，完成功率譜的觀(guān)察。課程設(shè)計(jì)過(guò)程1二進(jìn)制振幅鍵控2ASK2ASK的實(shí)現(xiàn)：込 AS?（，）-r電71（，）1cosZ（f）模擬調(diào)制法鍵控法在幅移鍵控中，載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變

8、化的。一種是最簡(jiǎn)單的形式是載波在進(jìn)制調(diào)制信號(hào)1或0控制下通或斷，這種二進(jìn)制幅度鍵控方式稱(chēng)為通斷鍵控b波形如下：調(diào)制信號(hào):相對(duì)碼:雪山LB01001-330Gr3濾波后的信號(hào):乩uk G解調(diào)后的信號(hào)調(diào)制信號(hào)與解調(diào)信號(hào)圖對(duì)比:結(jié)果分析： 調(diào)制解調(diào)信號(hào)圖像一致，說(shuō)明該調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確。濾波后的信號(hào)，存在一定的波 動(dòng)誤差。相干解調(diào)錯(cuò)一位，碼變換錯(cuò)兩位；相干解調(diào)錯(cuò)連續(xù)兩位，碼變換也錯(cuò)兩位；相干解調(diào) 錯(cuò)連續(xù)n位，碼變換也錯(cuò)兩位。課程設(shè)計(jì)總結(jié)：此次課程設(shè)計(jì)的主要是實(shí)現(xiàn)：2ASK 2FSK 2PSK 2DPSK四個(gè)通信調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真：2ASK 調(diào)制模擬調(diào)制法用乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)，解調(diào)為非相干解調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾

9、波器，相乘 器，低通濾波器，抽樣判決器，然后輸出。2FSK 是使得載波頻率在二進(jìn)制基帶信號(hào) f1 和 f2 兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，可以看成是兩個(gè) 不同載波頻率的2ASK信號(hào)的疊加。此處是通過(guò)鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。解調(diào)是通過(guò)兩個(gè)帶通濾波 器與相乘器相乘，在經(jīng)過(guò)低通濾波器，然后抽樣判決輸出。2PSK 是利用載波相位變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變，用絕對(duì)相移方式 即以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，此處通過(guò)模擬調(diào)制的方法調(diào)制。解調(diào) 則是讓信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波器，然后相乘器與載波相乘，最后是帶通濾波器和抽樣判決輸 出。2DPSK 是避免 0和 180相位模糊性產(chǎn)生的調(diào)制系統(tǒng)。通過(guò)相對(duì)相移鍵控實(shí)現(xiàn)

10、0 干擾。相干解調(diào)器原理為信號(hào)相對(duì)變換，經(jīng)過(guò)帶通濾波器相乘器低通濾波器，抽樣判決器， 碼反變換器。對(duì)同一調(diào)制方式，采用相干解調(diào)方式的誤碼率低于采用非相干解調(diào)方式的誤碼率。若 采用相同的解調(diào)方式，在誤碼率相同的情況下，所需要的信噪比2ASK比 2FSK高3DB2FSK比2PSK高3DB，由此，在抗加性高斯白噪聲方面，相干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最 差。對(duì)調(diào)制和調(diào)制方式的選擇要作全面考慮，如果抗噪聲性能是最主要的，則應(yīng)考慮相干 2PSK和 2DPSK而2ASK最不可??；如果要求較高的頻帶利用率，則應(yīng)選擇相干2PSK2DPSK 2ASK而2FSK最不可?。蝗绻筝^高的功率利用率，則

11、應(yīng)選擇相干2PSK2DPSK 2ASK最不可??；若傳輸信道是隨參信道，則2FSK具有更好的適應(yīng)能力。目前用得最多的數(shù)字調(diào)制方式是相干 2DPSK和非相干2FSK。相干2DPSK主要用于高速數(shù)據(jù)傳輸，而 非相干2FSK則用于中、低速數(shù)據(jù)傳輸中，特別是在衰落信道中傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它證明了自己 的廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 樊昌信，曹麗娜編著，通信原理，國(guó)防工業(yè)出版社，2006。2 李東生 . SystemView 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真入門(mén)與應(yīng)用 電子工業(yè)出版社3 陳萍 .現(xiàn)代通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真 國(guó)防工業(yè)出版社4 羅偉雄，韓力，原東昌編著，通信原理與電路，北京理工大學(xué)出版社謝辭通過(guò)此次通信原理課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK!信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。通過(guò)波形的可視化，使得系統(tǒng)更加形象，理解的更加透徹，熟悉程度也加