基于Systemview2DPSK系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

〔職業(yè)技術(shù)學(xué)院〕《通信原理課程設(shè)計(jì)》報(bào)告設(shè)計(jì)題目：基于Systemview2DPSK系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：時(shí)間：2023年5月20日課程設(shè)計(jì)題目基于Systemview2DPSK系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)要求〔1〕設(shè)計(jì)一數(shù)字基帶或頻帶通信系統(tǒng)，包括發(fā)送濾波器，調(diào)制，解調(diào)和接收濾波器等；〔2〕調(diào)制方式可采用2ASK，2FSK，2PSK或2DPSK；〔3〕根據(jù)所學(xué)通信原理知識(shí)，設(shè)計(jì)各個(gè)模塊參數(shù)〔如碼元速率，載波頻率等〕；〔4〕通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用Systemview仿真實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)；〔5〕仿真波形分析，要求仿真的波形有〔產(chǎn)生的輸入二進(jìn)制序列調(diào)制信號(hào)波形，載波，已調(diào)信號(hào)波形，噪聲信號(hào)、已調(diào)信號(hào)疊加噪聲、接收基帶信號(hào)眼圖、判決輸出的二進(jìn)制序列、濾波器參數(shù)〕?！?〕要求報(bào)告書(shū)寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)書(shū)寫(xiě)，排版錯(cuò)誤。圖號(hào)、表號(hào)標(biāo)注清楚，系統(tǒng)不同條件下，所得的仿真結(jié)果能進(jìn)行分析比擬，并得出正確的結(jié)論。三、2DPSK調(diào)制與解調(diào)方案及原理設(shè)計(jì)方案〔1〕2DPSK調(diào)制方案〔2〕2DPSK解調(diào)方案〔差分相干解調(diào)法〕2.設(shè)計(jì)原理〔1〕2DPSK調(diào)制原理2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化來(lái)表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為，可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為那么一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對(duì)應(yīng)的2DPSK信號(hào)的載波相位關(guān)系如下表所示數(shù)字信息與之間的關(guān)系也可以定義為2DPSK信號(hào)調(diào)制過(guò)程波形如圖1所示。1001011010010110圖12DPSK信號(hào)調(diào)制過(guò)程波形可以看出，2DPSK信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法可以采用：首先對(duì)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行差分編碼，將絕對(duì)碼表示二進(jìn)制信息變換為用相對(duì)碼表示二進(jìn)制信息，然后再進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相，從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相位鍵控信號(hào)。〔2〕2DPSK解調(diào)原理〔差分相干解調(diào)法〕此方案是直接比擬前后碼元的相位差，從而恢復(fù)發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。由于解調(diào)的同時(shí)完成了碼反變換作用，故解調(diào)器中不需要碼反變換器。由于差分相干解調(diào)方式不需要專(zhuān)門(mén)的相干載波，因此是一種非相干解調(diào)方法。各點(diǎn)波形如下列圖所示。四、2DPSK調(diào)制與解調(diào)各仿真模塊參數(shù)設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果系統(tǒng)搭建及參數(shù)設(shè)置〔1〕根本系統(tǒng)Token0：PN碼源，參數(shù)為Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝50Hz、No.oflevels＝2；Token1、5、15、17、22、28、30:觀察窗；Token6、29：乘法器Token7:載波信號(hào)源，參數(shù)：Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝100Hz,phase=0deg；Token27：帶通濾波器，上限頻率為1000Hz，下限頻率為100Hz；Token13：低通濾波器，截止頻率為50Hz；Token19：門(mén)限，值為0;Token20：比擬器，a>b，True=1v,False=-1v；Token24、25：SmplDelay,Delay=100samples;Token26：XORThreshold=0.5,True=1,False=-1;Token19和Token20兩個(gè)器件構(gòu)成判決，當(dāng)大于0時(shí)輸出為1，小于0時(shí)輸出為-1?！跋辔荒：曄到y(tǒng)〔參數(shù)設(shè)置不變〕參加噪聲系統(tǒng)搭建〔參數(shù)設(shè)置不變〕仿真波形〔1〕根本仿真波形圖基帶信號(hào)波形圖：編碼輸出波形圖：載波信號(hào)波形圖：2DPSK信號(hào)波形圖：帶通濾波輸出信號(hào)：低通濾波輸出信號(hào)：比擬判決輸出信號(hào)：2DPSK信號(hào)功率譜：載波信號(hào)功率譜：基帶信號(hào)功率譜：低通濾波眼圖：比擬輸出波形當(dāng)載波信號(hào)出現(xiàn)相位模糊時(shí)，基帶信號(hào)波形圖和解調(diào)信號(hào)波形圖如下基帶載波信號(hào)圖：解調(diào)信號(hào)波形圖：當(dāng)參加噪聲時(shí)，基帶信號(hào)波形圖及解調(diào)信號(hào)波形圖如下采樣頻率為10000Hz時(shí)基帶信號(hào)波形圖：解調(diào)信號(hào)波形圖：B、采樣頻率為5000Hz時(shí)基帶載波信號(hào)圖：解調(diào)信號(hào)波形圖：C、采樣頻率為15000Hz時(shí)基帶載波信號(hào)圖：解調(diào)信號(hào)波形圖：結(jié)論通過(guò)對(duì)Systemview2DPSK系統(tǒng)仿真及波形圖的觀察，得出以下結(jié)論：輸入信號(hào)〔基帶信號(hào)〕與輸出信號(hào)〔解調(diào)信號(hào)〕信號(hào)根本一致，但解調(diào)信號(hào)相對(duì)于基帶信號(hào)有延遲，主要是濾波器濾波誤差造成的，這無(wú)礙仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性；由于采樣頻率較大、終止時(shí)間較長(zhǎng)，已調(diào)信號(hào)的波形觀察不是很清楚，這就不如低頻處理清楚，直觀；通過(guò)對(duì)“相位模糊〞系統(tǒng)中基帶信號(hào)與解調(diào)信號(hào)的波形圖相比照，可以看出解調(diào)信號(hào)與原始信號(hào)根本一致，沒(méi)有出現(xiàn)相位模糊現(xiàn)象，即相位模糊現(xiàn)象對(duì)于2DPSK信號(hào)傳輸系統(tǒng)無(wú)影響；當(dāng)參加噪聲時(shí)，可以明顯的看出噪聲對(duì)于系統(tǒng)傳輸有一定的影響；參加噪聲時(shí)，當(dāng)采樣頻率選取適當(dāng)時(shí)，噪聲對(duì)2DPSK信號(hào)傳輸系統(tǒng)的干擾很小，即解調(diào)信號(hào)與原始基帶信號(hào)波形根本一致。對(duì)于任一傳輸系統(tǒng)，都應(yīng)有一個(gè)適宜的采樣頻率〔段〕使信號(hào)能夠正確解調(diào)，前提是傳輸途中不出現(xiàn)錯(cuò)誤。課程設(shè)計(jì)體會(huì)這次的課程設(shè)計(jì)需要使用SystemView軟件進(jìn)行仿真，我以前對(duì)這軟件一無(wú)所知，在老師向我演示第一遍并把本次實(shí)訓(xùn)的題目告訴我后，我翻閱課本看書(shū)上的基帶與傳輸系統(tǒng)時(shí)，我覺(jué)得應(yīng)該不是特別難，再加上自己在安裝SystemView仿真軟件按照老師教的系統(tǒng)稍微操作了一下，感覺(jué)還行，也沒(méi)太注意其他的東西。在實(shí)訓(xùn)開(kāi)始的第一天，我覺(jué)得老師教的東西都會(huì)，也沒(méi)太在意，就在想著自己將要仿真的系統(tǒng)。第二天當(dāng)我準(zhǔn)備大顯身手的時(shí)候，結(jié)果卻出乎我的意料，很多元件我很難找到，當(dāng)我好不容易按照書(shū)上的講義完整的抄了一遍，所得到的分析結(jié)果卻與書(shū)上大相徑庭。本來(lái)結(jié)果應(yīng)是矩形波的，但結(jié)果確是斜波。按照自己所學(xué)知識(shí)，很顯然就是錯(cuò)誤的，于是我開(kāi)始找原因，每次都無(wú)法正確糾正過(guò)來(lái)。結(jié)果我只好從頭再來(lái)，從一開(kāi)始輸入隨機(jī)二進(jìn)制單極性基帶信號(hào)外加一個(gè)分析器，查看波形后我的有點(diǎn)平靜，原始信號(hào)都有問(wèn)題，那就是系統(tǒng)本身的問(wèn)題了。但看看別人的波形都是非常標(biāo)準(zhǔn)我才感覺(jué)到很有壓力，就這樣我一直刷新可結(jié)果還是如此，于是我向其他同學(xué)請(qǐng)教，可不知為何，大家也很難解決。硬著頭皮我向老師請(qǐng)教了，結(jié)果把抽樣頻率調(diào)整一下就好了，我無(wú)話可說(shuō)了，這讓我明白了我要學(xué)習(xí)的東西很多，不僅僅只是學(xué)習(xí)如何根本使用這個(gè)軟件進(jìn)行仿真。接下來(lái)的幾天里，我克服重重困難，通過(guò)查閱課本講義和上網(wǎng)查閱有關(guān)SystemView的使用，下載教程學(xué)習(xí)SystemView軟件的使用方法，在這幾天里，我深知自己書(shū)本知識(shí)的匱乏，但在老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，我還是完成了我的2DPSK數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。這次的2DPSK數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與SystemView仿真使我加強(qiáng)了對(duì)2DPSK信號(hào)的了許多的問(wèn)題，比方基帶信號(hào)的產(chǎn)生方法，對(duì)基帶信號(hào)的差分方法以及最后抽樣判決復(fù)原基帶信號(hào)的方法都曾使我感到困惑。在仿真中遇到的一個(gè)難題是基帶碼差分的問(wèn)題，由于對(duì)差分的過(guò)程及其表達(dá)式理解不清，使我在這個(gè)問(wèn)題上耽誤了很長(zhǎng)的時(shí)間。通過(guò)這次的實(shí)訓(xùn)，不僅讓我粗略掌握了SystemVie