《通信原理》課程設(shè)計基于Systemview數(shù)字調(diào)制的眼圖分析

1、 南昌工程學院通信原理課程設(shè)計說明書題 目：基于system view數(shù)字調(diào)制的眼圖分析 課 程 名 稱 通信原理 系 院 信息工程學院 專 業(yè) 通信技術(shù) 班 級 （1）班 學 生 姓 名 袁 招 斌 學 號 2010011871 設(shè) 計 地 點 電子信息樓b404 指 導 教 師 李 院 民 設(shè)計起止時間：2012年 6月 7 日 至 2012 年6 月 15 日 南 昌 工 程 學 院課程設(shè)計（論文）任務書一、課程設(shè)計(論文)題目基于system view的各種基本數(shù)字調(diào)制與解調(diào)二、課程設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求1、掌握systemview動態(tài)仿真軟件的使用。2、建立

2、數(shù)字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)框圖。3、定性的分析載波相位（相位模糊）對系統(tǒng)的性能影響。4、定性的分析噪聲對系統(tǒng)的性能影響。三、課 程 設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間1、2012年6月7日-2012年6月8日：掌握systemview軟件的使用。2、2012年6月11日-2012年6月12日：建立2psk調(diào)制解調(diào)仿真系統(tǒng)。3、2012年6月13日-2012年6月14日：定性分析載波相位對系統(tǒng)性能的影響。4、2012年6月14日-2012年6月15日：定性分析噪聲對系統(tǒng)性能的影響。四 、主 要參考資料1.樊昌信 宮錦文 劉忠成著，通信原理及系統(tǒng)實驗，電子工業(yè)出版社，2007年3月2.沈保鎖 栗田禾 馬寧著，現(xiàn)

3、代通信原理實驗教程，南開大學出版社，2010年10月3.崔琳莉著，通信原理，國防科技大學出版社，2010年2月4. 樊昌信著，通信原理教程，電子工業(yè)出版社，2007年3月 信息工程學院 系 通信技術(shù) 專業(yè) 10通信技術(shù)1、2 班學生： 袁 招 斌 日期： 自 2012 年 6 月 7 日至 2012 年 6 月 15 日指導教師： 李院民 助理指導教師(并指出所負責的部分)：教研室： 通信工程教研室 教研室主任： 注:任務書應該附在已完成的課程設(shè)計說明書首頁。目 錄一、需求分析*二、系統(tǒng)總體設(shè)計*三、系統(tǒng)詳細設(shè)計*四、調(diào)試與維護*五、結(jié)束語*六、參考文獻*七、指導教師評閱*一、 需求分析 通過

4、課程設(shè)計，鞏固已經(jīng)學過的有關(guān)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的知識，加深對知識的理解和應用，學會用system view軟件工具對通信系統(tǒng)進行仿真。在這部分中，首先要闡明選題的背景和選題的意義，然后分析所要設(shè)計的成果及對應到要實現(xiàn)的系統(tǒng)或程序應具有什么樣的功能。二、 系統(tǒng)總體設(shè)計 設(shè)計一個通信系統(tǒng)，采用不同的調(diào)制方式，完成ask,fsk,2dpsk（或qpsk）系統(tǒng),并通過眼圖觀察方式分析系統(tǒng)的碼間干擾。要求：（1）基本工作原理調(diào)制方法解調(diào)方法 （2）設(shè)計系統(tǒng) 框圖 工作原理 設(shè)定參數(shù)（碼速率、仿真時間、系統(tǒng)抽樣頻率、載波頻率、高斯白噪聲或差） （3）system view仿真 顯示系統(tǒng)不同部分的信號波形 （基帶

5、信號、已調(diào)信號、加了噪聲的信號、解調(diào)后的信號等） 要求系統(tǒng)中加入高斯白噪聲； 用眼圖觀察是否有碼間干擾； 分析誤碼率 比較信道兩側(cè)的星座圖；三、 系統(tǒng)詳細設(shè)計 （一）、通信的根本任務是遠距離傳遞信息，準確地傳輸數(shù)字信息是數(shù)字通信的一個重要環(huán)節(jié)。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，其傳輸對象通常是二進制數(shù)字信息。它可能是來自計算機、網(wǎng)絡(luò)或其他數(shù)字設(shè)備的各種數(shù)字代碼，也可能來自數(shù)字電話終端的脈沖編碼信號。設(shè)計數(shù)字傳輸系統(tǒng)的基本考慮是選擇一組有限的離散的波形來表示數(shù)字信號。這些離散波形可以是未經(jīng)調(diào)制的不同電平信號，也可以是調(diào)制后的信號形式。由于未經(jīng)調(diào)制的脈沖電信號所占據(jù)的頻帶通常從直流和低頻開始，因而稱為數(shù)字基帶信號

6、。在某些有線信道中，特別是傳輸距離不大遠的情況下，數(shù)字基帶信號可以直接傳送，我們稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸。而在另外一些信道，特別是無線信道和光信道中，數(shù)字基帶信號則必須經(jīng)過調(diào)制，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。我們把這種數(shù)字信號的調(diào)制傳輸（或載波傳輸）。如果把調(diào)制與解調(diào)過程看做是廣義信道的一部分，則任何數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)均可等效為基帶傳輸系統(tǒng)。因而數(shù)字基帶信號的傳輸原理是十分重要的。通過system view提供的仿真環(huán)境對數(shù)字基帶傳輸中的某些問題加以仿真、分析，能幫助我們進一步加深對這些抽象概念的理解，并增強感性認識。 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型 （二）、基于system view數(shù)字基帶傳輸系

7、統(tǒng)仿真圖輸入基帶信號波形加入高斯白噪聲后的波形抽樣判決后輸出的波形（三）、眼圖 在實際系統(tǒng)中，完全消除碼間干擾是十分困難的，而碼間干擾對誤碼率的影響目前尚無法找到數(shù)學上便于處理的統(tǒng)計規(guī)律，還不能進行準確計算。為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，在實驗室中，通常用示波器觀察接受信號波形的方法來分析碼間干擾和噪聲對系統(tǒng)性能的影響，這就是眼圖分析法。 如果將輸入波形輸入示波器的y軸，并且當示波器的水平掃描周期和碼元定時同步時，在示波器上顯示的圖形像人的眼睛，因此被稱為人的眼圖。二進制信號傳輸時的眼圖只有一只“眼睛”，當傳輸三元碼時，會顯示兩只“眼睛”。眼圖是由各段碼元波形疊加而成的，眼圖中央的垂直線表示

8、最佳抽樣時刻，位于兩峰值中間的水平線是判決門限電平。在無碼間干擾和無噪聲的理想情況下，波形無失真“眼”開啟的最大；當有碼間干擾時，波形失真，引起“眼”的部分閉合，若再加上噪聲的影響，則使眼圖的線條變得模糊，“眼”開啟的小了，因此，“眼”張開的大小表示失真的程度。 由此可知，眼圖能直觀的表明碼間干擾和噪聲的影響，可評價一個基帶傳輸系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。另外也可以用此圖形對接受濾波器的特性加以調(diào)整，以減少碼間干擾和改善系統(tǒng)的傳輸性能。通常眼圖可以用如下圖表示。由此圖可以看出：（1）眼圖張開的寬度決定了接受波形可以不受碼間干擾影響而抽樣再生的時間間隔。顯然，最佳抽樣時刻應選在眼睛張開最大的時刻。（2）眼圖

9、斜邊的斜率，表示系統(tǒng)對定時的抖動（或誤差）的靈敏度，斜邊越陡，系統(tǒng)對定時抖動越敏感。（3）眼圖左（右）角陰影部分的水平寬度表示信號零點的變化范圍，稱為零點失真量，在許多接受設(shè)備中，定時信息是由信號零點位置來提取的，對于這種設(shè)備零點失真量很重要。（4）在抽樣時刻，陰影區(qū)的垂直寬度表示最大信號失真量。（5）在抽樣時刻上下兩陰影區(qū)間隔的一半是最小噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就有可能發(fā)生錯誤判決；（6）橫抽對應判決門限電平。（四）、system view仿真眼圖無噪聲時的眼圖加入噪聲的眼圖（五）、system view各種數(shù)字調(diào)制原理圖2ask調(diào)制原理圖2fsk調(diào)制原理圖2psk和2dpsk調(diào)制原理圖

10、四、調(diào)試與維護調(diào)試：在設(shè)計的過程中，遇到了許多的問題，首先是在設(shè)計原理圖的時候，由于對一些基礎(chǔ)概念掌握的不是很牢固，所以在設(shè)計原理圖的時候不僅花了大把大把的時間，而且還沒有成果，然后通過查閱各類參考資料，掌握系統(tǒng)原理，不斷修改，最終將系統(tǒng)原理圖設(shè)計完成了；然后在觀察眼圖的時候依然不能觀察到期望的波形，最終在老師的幫助下，找到了問題的所在，原來是系統(tǒng)各模塊參數(shù)設(shè)置的問題，最后設(shè)計調(diào)試完成。維護：整個系統(tǒng)的維護工作主要集中在系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置問題上，當輸入信號的改變時（比如頻率、幅度等），相應的其他模塊參數(shù)也要改變（比如濾波器中心頻率、抽樣頻率等） 。改變后，注意對示波器進行調(diào)整，以利于進行數(shù)據(jù)分析。

11、 五、結(jié)束語通過本次系統(tǒng)仿真實驗，我對模擬系統(tǒng)仿真的方法、原理及仿真算法有了較詳細的了解，從實際操作中對通信系統(tǒng)概念的理解更加深刻，基本上掌握了基礎(chǔ)的數(shù)字調(diào)制方式，進而也可由它們的仿真方法及過程來對2ask，2fsk，2psk和2dpsk提出類似的仿真設(shè)計方案，因為數(shù)字號調(diào)制與解調(diào)的仿真方法都有許多共性，并且都要從時域和頻域兩個方面來研究它，這就必須要用到傅里葉變換和其它一些dsp知識，因此數(shù)字信號處理與通信原理是相通的。數(shù)字基帶信號之所以要進行調(diào)制與解調(diào)，那是因為基帶信號一般都含直流和低頻成分，不宜直接傳輸，這就需要把基帶信號變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)男盘?，并可在接收端進行反變換-解調(diào)。

12、為了進行有效傳輸，一般要求載波頻率要遠大于原調(diào)制信號的頻率，但在該模擬系統(tǒng)仿真中，我們把信道當成的是理想信道，忽略了信道中的噪聲，因此該仿真中載波頻率可以隨便定義（合理就行）。在計算機中是用數(shù)字化方法處理的，因為計算機本身就只能處理離散的數(shù)據(jù)，因此該仿真系統(tǒng)中還定義了采樣頻率fs，且fs盡量要大一些。在這次通信系統(tǒng)仿真中，我對system view的功能有了更深入的認識，了解了一些system view重要的功能，（我認為最關(guān)鍵是要理解原理圖，然后再與課本上的通信傳輸理論進行對比，最后對該原理加以理解及應用）。 六、參考文獻1.樊昌信 宮錦文 劉忠成著，通信原理及系統(tǒng)實驗，電子工業(yè)出版社，20

13、07年3月2.沈保鎖 栗田禾 馬寧著，現(xiàn)代通信原理實驗教程，南開大學出版社，2010年10月3.崔琳莉著，通信原理，國防科技大學出版社，2010年2月4. 樊昌信著，通信原理教程，電子工業(yè)出版社，2007年3月 七、指導教師評閱（手寫）成績（百分制）： 指導教師評語： 指導教師簽名： 年 月 日注：如教研室有明確的評分標準，可粘貼于此頁。課程設(shè)計說明書格式說明 1.文字通順、敘述清楚、錯字漏字少；2.字數(shù)要求：說明書全文要求在3000字以上；3.標題層次清晰，目錄中的標題應與正文中的標題一致，報告正文按章、條、款分級在不同級的章、條、款、項阿拉伯數(shù)字編號之間用點“”(半角實心下圓點)相隔，最末

14、級編號之后不加點。 此分級編號法只分至第三級。再分可用(1)、(2)；、等； 4.正文部分格式：字體：宋體，字號：小四號，行距：1.5倍；5.插圖插圖包括圖解、示意圖、構(gòu)造圖、曲線圖、框圖、流程圖、布置圖、地圖、照片、圖版等。插圖注明項有圖號、圖題、圖例。圖號編碼用章序號。如“圖21”表示第2章第1圖。圖號與圖題文字置一字空格置于圖的正下方，須全文統(tǒng)一。圖中標注符號文字字號不大于圖題的字號。若圖紙篇幅過大可作為附錄放到正文之后；6.表 表的一般格式是數(shù)據(jù)依序豎排，內(nèi)容和項目由左至右橫讀，通版排版，左右不封口。表號也用章序號編碼，如：表2.1是第2章中的第1表。表應有表題，與表號之間空12字，置于表的上方居中，須全文統(tǒng)一。表中的內(nèi)容和項目字號不大于圖題的字號；7.公式 公式包括數(shù)學、物理和化學式。正文中引用的公式、算式或方程式等可以按章序號用阿位伯數(shù)字編號(式號)，如：式(2.1)表示第2