SystemView通信系統(tǒng)仿真

1通信按照傳統(tǒng)的理解就是信息的傳輸，信息的傳輸離不開它的傳輸工具，通信系統(tǒng)應(yīng)運而生，我們此次課題的目的就是要對調(diào)制解調(diào)的通信系統(tǒng)進行仿真研究。有調(diào)制器，接收端要有解調(diào)器，這就用到了調(diào)制技術(shù)，調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制，模擬調(diào)制。模擬調(diào)制常用的方法有AM調(diào)制、DSB調(diào)制字調(diào)制常用的方法有BFSK調(diào)制等。經(jīng)過調(diào)制不僅可以進行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸?shù)目煽啃杂兄艽蟮挠绊憽Ｕ{(diào)制方式往往決定著一個通信系統(tǒng)的性能。隨著通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復(fù)雜。因此，在通信系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)過程中，通信系統(tǒng)的軟件仿真已成為必不可少的一部分。目前，電子設(shè)計自動化EDA(ElectronicDesignAutomatic)已成為通信系統(tǒng)設(shè)計的主潮流。為了使復(fù)雜的設(shè)計過程更加便捷高效，使得分析與設(shè)計所需的時間和費用降低。美國Elanix公司推出的基于PC機Windows平臺的SystemView動態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是一個比較流行的，優(yōu)秀的仿真軟件。SystemView是一個信號級的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計、仿真、能滿足從信號處理、濾波器設(shè)計，到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等要求。SystemView借助大家熟悉的Windows窗口環(huán)境，以模塊化和交互式的界面，為用戶提供一個嵌入式的分析引擎。SystemView仿真系統(tǒng)的主要特點有：能仿真大量的應(yīng)用系統(tǒng)；能快速方便地進行動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計與仿真；在本文中可以方便地加入SystemView的結(jié)果；完備的濾波和線性設(shè)計；先進的信號分析和數(shù)據(jù)處理；完善的自我診斷功能等。SystemView由兩個窗口組成，分別是系統(tǒng)設(shè)計窗口的分析窗口。系統(tǒng)設(shè)計窗口，包括標題欄、菜單欄、工具條、滾動條、提示欄、圖符庫和設(shè)計工作區(qū)。所有系統(tǒng)的設(shè)計、搭建等基本操作，都是在設(shè)計窗口內(nèi)完成。分析窗口包括標題欄、菜單欄、工具條、流動條、活動圖形窗口和提示信息欄。提示信息欄顯示分析窗口的狀態(tài)信息、坐標信息和指示分析的進度；活動圖形窗口顯示輸出的各種圖形，如波形等。分析窗口是用戶觀察SystemView數(shù)據(jù)輸出的基本工具，在窗口界面中，有多種選項可以增強顯示的靈活性和系統(tǒng)的用途等功能。在分析窗口最為重要的是接收計算器，利用這個工具我們可以獲得輸出的各種數(shù)據(jù)和頻域參數(shù)，并對其進行分析、處理、比較，或進一步的組合運算。例如信號的頻譜圖就可以很方便的在此窗口觀察22軟件SystemView的介紹SystemView是一個信號級的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計、仿真、能滿足從信號處理、濾波器設(shè)計，到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等要求。SystemView借助大家熟悉的Windows窗口環(huán)境，以模塊化和交互式的界面，為用戶提供一個嵌入包括標題欄、菜單欄、工具條、滾動條、提示欄、圖符庫和設(shè)計工作區(qū)。所有系統(tǒng)的設(shè)計、搭建等基本操作，都是在設(shè)計窗口內(nèi)完成。分析窗口包括標題欄、菜單欄、工具條、流動條、活動圖形窗口和提示信息欄。提示信息欄顯示分析窗口的狀態(tài)信息、坐標信息和指示分析的進度；活動圖形窗口顯示輸出的各種圖形，如波形等。分析窗口是用戶觀察SystemView數(shù)據(jù)輸出的基本工具，在窗口界面中，有多種選項可以增強顯示的靈活性和系統(tǒng)的用途等功能。在分析窗口最為重要的是接收計算器，利用這個工具我們可以獲得輸出的各種數(shù)據(jù)和頻域參數(shù)，并對其進行分析、處理、比較，或進一步的組合運算。例如信號的頻譜圖就可以很方便的在此窗口觀察使用SystemView,我們不用關(guān)心項目的設(shè)計思想和過程，而不用花費大量的時間去編程建立系統(tǒng)仿真模型。我們只用鼠標點擊器圖標即可完成系統(tǒng)的建模、設(shè)計和測試，而不用學(xué)習(xí)復(fù)雜的計算機程序編制，也不必擔(dān)心程序中是否存在編程錯誤。SystemView仿真系統(tǒng)具有許多的優(yōu)點：具有大量的可選擇的庫，允許用戶有選擇地增加通訊、邏輯、DSP和射頻/模擬功能模塊。特別適合于無線電話、無繩電話、調(diào)制解調(diào)器以及衛(wèi)星通信系統(tǒng)等的設(shè)計；課進行各種系統(tǒng)是與/頻域分析和譜分析；對射頻/模擬電路進行理論分析和失真分通信、信號處理、自動控制、直到構(gòu)造通用數(shù)學(xué)模型等應(yīng)用。信號源和接收端圖標允許在SystemView內(nèi)部生成和分析信號，并提供可外部處理的各種文件格式和輸SystemView通過Notes(注釋)很容易在屏幕上描述系統(tǒng)；生成的SystemView系統(tǒng)餓輸出的波形圖可以很方便地使用復(fù)制和粘貼命令插入微軟word等文字處理器。3通過利用SystemView中的圖符和MetaSystem(子系統(tǒng))對象的無限制分層結(jié)構(gòu)SystemView允許合并多種數(shù)據(jù)采樣率輸入的系統(tǒng)，以簡化FIR濾波器的執(zhí)行。這種特性尤其適合于同時具有低頻和高頻部分的痛ixnxitongd而設(shè)計于仿真，有利于提供整個系統(tǒng)的仿真速度，而在局部又不會降低仿真的精度。同時還可以降低對SystemView包含一個功能強大的、很容易使用的圖形模板設(shè)計模擬和數(shù)字以及離散和連續(xù)時間系統(tǒng)的環(huán)境，還包含大量的FIR/IR濾波類型和FFT類型，并提供易于用DSP實現(xiàn)濾波器或線性系統(tǒng)的參數(shù)。SystemView提供的分析窗口是一個能夠提供系統(tǒng)波形詳細檢查的交互式可視環(huán)境。分析窗口還提供一個能歲仿真生成數(shù)據(jù)進行先進的塊處理操作的接受計算SystemView還提供了一個真實而靈活的窗口用以檢查系統(tǒng)波形。內(nèi)部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動、譜分析、標尺以及濾波等，全部都是通過敲擊鼠標器實現(xiàn)SystemView允許用戶插入自己用C/C++編寫的用戶代碼庫，插入的用戶庫自動集成到SystemView中，如同系統(tǒng)內(nèi)建的庫一樣使用。SystemView能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖符。這個特點對用戶系統(tǒng)的診斷是十分有效的?？傊琒ystemView的設(shè)計者希望它成為一種強大有力的基于個人計算機的動態(tài)的通信系統(tǒng)仿真工具，以實現(xiàn)在不具備先進儀器的條件下同樣也能完成復(fù)雜的通信43模擬調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計與分析模擬調(diào)制系統(tǒng)可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制，本課程設(shè)計只研究線性調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制器的一般模型如圖3-1在該模型中，適當選擇帶通濾波器的沖擊響應(yīng)h(),便可以得到各種線性調(diào)制線性解調(diào)器的一般模型如圖3-2帶通濾波器3.1AM調(diào)制0,將其疊加一個直流分量A?后載波相乘(圖3-3),即可形成調(diào)幅信號。其時域表達5設(shè)計的AM調(diào)制模型如圖3-3加法器乘法器A?圖3-3AM調(diào)制模型s,()乘法器低通濾波器s()圖3-4相干解調(diào)法組成框圖3.1.2AM調(diào)制解調(diào)仿真電路圖3-5AM調(diào)制系統(tǒng)的仿真圖6mm在此設(shè)計的通信系統(tǒng)中，信道內(nèi)無高斯白噪聲。3.1.3AM調(diào)制解調(diào)仿真仿真波形仿真后的波形如圖3-6冊南圖3-6AM調(diào)制系統(tǒng)仿真波形其中基帶信號頻譜、已調(diào)信號頻譜及解調(diào)后信號頻譜如下圖3-7所示解調(diào)信號的頻帶分析。。南IR?T|ofSinlk9??o2004009ó圖3-7頻譜比較圖73.1.4AM調(diào)制系統(tǒng)仿真結(jié)果分析AM調(diào)制為線性調(diào)制的一種，由圖3-6可以看出，在波形上，已調(diào)信號的幅值隨基帶信號變化而呈正比地變化；由圖3-7可以看出，在頻譜結(jié)構(gòu)上，它完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移。用相干解調(diào)法解調(diào)出來的信號與基帶信號基在圖3-3中如果輸入的基帶信號沒有直流分量，且h()是理想帶通濾波器，則得到的輸出信號便是無載波分量的雙邊帶信號，或稱雙邊帶抑制載波(DSB-SC)信號，簡稱DSB信號，其時域表示式為設(shè)計的DSB調(diào)制及解調(diào)模型如圖3-8DSFS3.2.2DSB調(diào)制解調(diào)仿真電路根據(jù)以上原理用SystemView仿真出來的電路圖如圖3-9四四8小一小一大…具體參數(shù)為：基帶信號幅值：1V,基帶信號頻率：300HZ,載波頻率：1000HZ。在此設(shè)計的通信系統(tǒng)中，信道內(nèi)加入的是高斯白噪聲，幅值為1V。仿真后的波形如圖3-10母母訓(xùn)州安Hw母安其中基帶信號頻譜、已調(diào)信號頻譜及解調(diào)后信號頻譜圖如下3-11所示串串0 0aw6:PomerSpectrunofSrk9(d6m50ohPmerSpectrunofSiak9路南n09DSB調(diào)制為線性調(diào)制的一種，由圖3-10可以看出，在波形上，已調(diào)信號的幅值隨基帶信號變化而呈正比地變化；由圖3-11可以看出，在頻譜結(jié)構(gòu)上，它完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移。且由頻普圖可看出沒有載波分量，從而實現(xiàn)發(fā)送功率的提高。用相干解調(diào)法解調(diào)出的信號與基帶信號基本一致，只是在時域上有一定的延時，但也實現(xiàn)了無失真?zhèn)鬏?。雙邊帶已調(diào)信號包含有兩個邊帶，即上、下邊帶。由于這兩個邊帶包含的信息相同，因而，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，傳輸一個邊帶就夠了。所謂單邊帶調(diào)制，就是只產(chǎn)生一個邊帶的調(diào)制方式。利用圖3-8所示的調(diào)制器一般模型，同樣可以產(chǎn)生單邊帶信號。若加高通濾波器，能產(chǎn)生上邊帶信號；若加低通濾波器，則產(chǎn)生下邊帶信號。下邊帶時域表達式為根據(jù)以上原理用SystemView仿真出來的電路圖如圖3-12圖3-12SSB調(diào)制系統(tǒng)仿真圖利用高通濾波器對DSB信號進行濾波得到上邊帶，如仿真圖3-13所示的時域波形及頻譜波形母●N2tSrkl●0」圖3-13(b)SSB調(diào)制系統(tǒng)上邊帶頻域仿真波形下墊000利用低通濾波器對DSB信號進行濾波得到下邊帶，如仿真圖3-14所示的時域波形及頻譜波形格干解羽后的信號AV下過帶信號5圖3-14(a)SSB調(diào)制系統(tǒng)下邊帶時域仿真波形●V00密密圖3-14SSB調(diào)制系統(tǒng)下邊帶頻域仿真波形SSB線性調(diào)制的一種，由圖3-13及3-14可以看出，在波形上，已調(diào)信號的幅值隨基帶信號變化而呈正比地變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，功率譜密度主要集中在50HZ,假設(shè)所有系統(tǒng)在接收機輸入端具有相等的輸入信號功率s;,(),且加性噪聲都是均值為0、雙邊功率譜密度為n?/2的高斯白噪聲，基帶信號m()的帶寬均為fm。假設(shè)m()為正弦波信號。2.頻帶利用率SSB的帶寬最窄，和基帶信號的帶寬一致，即其頻帶利用率最高，而AM和DSB調(diào)制系統(tǒng)的帶寬都是基帶信號帶寬的2倍。AM調(diào)制的優(yōu)點是設(shè)備簡單；缺點是功率利用率低，抗干擾能力差。AM制式主要用在中波和短波的調(diào)幅廣播中。DSB調(diào)制的優(yōu)點是功率利用率高，且?guī)捙cAM相同，但接受要求同步解調(diào)，SSB調(diào)制的優(yōu)點是功率利用率和頻帶利用率都較高，抗干擾能力優(yōu)于AM,而帶寬只有AM的一半；缺點是發(fā)送和接受設(shè)備都很復(fù)雜。鑒于這些特點，SSB長用超外差接收技術(shù)廣泛用于無線通信系統(tǒng)中。圖3-15所示的是一個基本的超外差收音機的原理框圖。下面以最常見的AM超外差收音機為例說明。輸入f混頻輸出-Jzo+fnr和fio-fn中頻濾波器解調(diào)器音頻輸出本振圖3-15超外差收音機原理框圖通常的AM中波廣播收音機覆蓋的頻率范圍為540-1700KHz,中頻IF頻率為455KHz。商業(yè)廣播發(fā)射采用常規(guī)調(diào)幅，調(diào)制度為1,且發(fā)射功率大，因此收音機為望的信號和噪聲，更重要的是去除與期望頻率解調(diào)中頻f,有關(guān)的鏡像頻率2f,信3.5.2超外差收音機的SystemView仿真一個基本的AM收音機的系統(tǒng)仿真框圖如圖3-16所示。本例主要說明超外差A(yù)M收音機的工作原理及信號解調(diào)過程。為節(jié)省仿真時間，沒有按實際的540-1700KHz的頻率覆蓋范圍和455KHz中頻頻率設(shè)計，而采用了20KHz作為IF。另外設(shè)了30KHz,40KHz,50KHz三個載波頻率的發(fā)射信號(模擬三個電臺),模收音機使用高邊調(diào)諧，則本振應(yīng)為40+20=60KHz,且存在一個鏡像干擾頻率為譯譯率南圖3-17超外差收音機仿真波形3.5.3收音機仿真參數(shù)的分析收音機仿真參數(shù)的測量，可以通過SystemView測量經(jīng)過IF濾波器后輸出的希望信號與非希望信號的功率比來求得。但該測量必須通過兩次特殊的仿真才能進行。首先先關(guān)閉所有干擾濾波，即把30和50KHz的信號源幅度設(shè)置為零，使用分析窗口的窗口統(tǒng)計功能求IF的輸率。4數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計與分析數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸。然而，實際中的大多數(shù)信道因具有帶通特性而不能直接傳送基帶信號，這是因為數(shù)字基帶信號往往具有豐富的低頻分量。為了使數(shù)字信號在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號對載波進行調(diào)制，以使信號與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：(1)利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制，即把數(shù)字調(diào)制看成是模擬調(diào)制的一個特例，把數(shù)字基帶信號當做模擬信號的特殊情況處理；(2)利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關(guān)鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法。對載波的幅度進行鍵控得到振幅鍵控信號；對載波的頻率進行鍵控得到頻移鍵控信號；對載波的相位進行鍵控得到相移鍵控信號。4.1抽樣定理的仿真與分析抽樣定理是模擬信號數(shù)字化的理論基礎(chǔ)，它告訴我們：如果對某一帶寬的有限時間連續(xù)信號(模擬信號)進行抽樣，且抽樣率達到一定數(shù)值時，根據(jù)這些抽樣值可以在接收端準確地恢復(fù)原信號，也就是說，要傳輸模擬信號不一定傳輸模擬信號本身，只需要傳輸按抽樣定理得到的抽樣值就可以了。根據(jù)要進行抽樣的信號形式的不同，抽樣定理可分為低通信號的抽樣定理和帶通信號的抽樣定理。本次課程設(shè)計主要介紹低通信號的抽樣定理。均勻抽樣定理指出：對一個帶限在(0,fn)內(nèi)的時間連續(xù)信號m(),如果以1/(2fn)的時間間隔對其進行等間隔抽樣，則m()將被所得到的抽樣值完全確定。即抽樣速率大于等于信號帶寬的兩倍就可保證不會產(chǎn)生信號的混迭。1/(2fn)是抽樣的最大間隔，也稱為奈奎斯特間隔。如圖4-1所示，是低通信號采樣與恢復(fù)的原理圖。信號源信號處理器低通濾波器恢復(fù)信號抽樣定理圖4-1信號的采樣與恢復(fù)原理圖根據(jù)圖4-1所示的原理圖，對應(yīng)的SystemView如圖4-2所示：信號的取樣圖4-2驗證抽樣定理的仿真圖直直雜由實驗結(jié)果可以觀察到，當采樣頻率小于奈奎斯特頻率時，在接收端恢復(fù)的信號失真比較大，這是因為產(chǎn)生了信號混迭；當采樣頻率大于或等于奈恢復(fù)信號與原信號基本一致。理論上，理想的抽樣頻率為2倍的奈奎斯特帶寬，但實際工程應(yīng)用中，帶限信號絕不會嚴格限帶，且實際濾波器特性并不理想，通常抽樣頻率為5～7倍的fn以避免失真。4.2增量調(diào)制的設(shè)計與分析增量調(diào)制是可以看成PCM的一個特例,但是在PCM中，信號的代碼表示模擬信號的抽樣值，而且為了減小量化噪聲，一般需要較長的代碼和較復(fù)雜的編譯設(shè)備。而增量調(diào)制是將模擬信號變換成僅由一位二進制碼組成的數(shù)字調(diào)制序列，并且在接受端也只需要一個線性網(wǎng)絡(luò)，便可復(fù)制出原模擬信號。另方面，可以從DPCM系統(tǒng)的角度看待增量調(diào)制，即當DPCM系統(tǒng)的量化電平取為2和預(yù)測器時一個延遲為T的延遲時，該DPCM系統(tǒng)被稱為增量調(diào)制系統(tǒng)。接收端只要收到一個“1”碼就是輸出上升一個σ值，每收到一個“O“碼就下降一個σ值，連續(xù)收到“1”碼(或“0”碼)就是輸出一直上升或下降，這樣就可以近似的復(fù)制出階梯波形。這種功能的譯碼器可以由一個積分器來完成，積分器遇到一個“1”就上升一個△E,并讓△E等于σ,遇到“0”碼所示的-E脈沖就下降2.△M的編碼原理一個簡單的△M編碼器由相減器，抽樣判決器，發(fā)端譯碼器及抽樣脈沖產(chǎn)生器抽樣判決器將在抽樣脈沖到來時刻對輸入信號的變化做出判決，并輸出脈沖。這種編碼器的工作過程如下：將模擬信號m()與發(fā)端譯碼器輸出階梯波形m()進行比較，即先進行相減，然后在抽樣脈沖作用下將相減結(jié)果進行抽樣判決。如果在給定時刻t,有m()=t;-m()=t;>0則判決器輸出為“1”碼。如果m()=t,-m()=t,<0則發(fā)“0”碼。從上述討論可以看出，△M信號是按臺階o來量化的，因而同樣存在量化噪聲設(shè)抽樣時間間隔△t,則一個臺階上最大斜率K為它被稱為譯碼器最大跟蹤斜率，當譯碼器實際斜率超過這個最大跟蹤斜率時，增量調(diào)制的仿真電路如圖4-5所示增量調(diào)制實驗判決器預(yù)測器圖4-5增量調(diào)制電路圖圖4-6增量調(diào)制電路波形由仿真結(jié)果，我們可以得出，增量調(diào)制要求的抽樣頻率達到幾十kb在接收端階梯電壓如果通過一個理想的低通濾波器平滑后，就可以得到十分接近編碼器原輸入的模擬信號。但它的缺點是當增量調(diào)制器的輸入信號斜率超過階梯波的最大可能斜率值時，將發(fā)生過載量化噪聲。所以，為了避免發(fā)生過載量化噪聲，必須使量化臺階和抽樣頻率的乘積足夠大，使信號的斜率不會超過這個值。4.3數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，其傳輸對象主要是二進制數(shù)字信息。它可能來自計算機，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。涉及數(shù)字傳輸系統(tǒng)的今本考慮是選擇一組有限的離散的波形來表示數(shù)字信息。這些離散的波形可以是未經(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)制的的脈沖信號所占據(jù)的頻帶通常是從直流和低頻開始，因而稱為數(shù)字基帶信原始二進制數(shù)字基帶信號波形多數(shù)都是矩形波，在畫頻譜圖時通常只畫出其能量最集中的范圍，但這些基帶信號在頻域內(nèi)實際上是無窮延伸的，如果直接采用矩形脈沖的基帶信號作為傳輸碼型，由于實際信道的頻帶是有限的，則傳輸系統(tǒng)接收端所得的信號頻譜必定與發(fā)送端不同，這就會使接收端數(shù)字基帶信號的波形失真。大多數(shù)有線傳輸情況下，信號頻帶不是陡然截止的，而且基帶頻譜也是逐漸衰減的，采用一些相對較簡單的補償措施，則可以將失真控制在比較小的范圍內(nèi)。較小的波形失真對于二進制基帶信號影響不大，只是使其抗噪聲性能稍有下降，但對于多元信號，則可能造成嚴重的傳輸錯誤。為了研究波形傳輸是真的問題，我們首先來看一下基帶信號傳輸系統(tǒng)的典型模型，如圖所示判決輸出在發(fā)送端，數(shù)字基帶信號X(t)是經(jīng)濾波器輸入到信道，發(fā)送濾波器的作用是限制發(fā)送頻帶，阻止不必要的頻率成分干擾信道。傳輸基帶信號收到約束的主要因素是系統(tǒng)的頻率特性。當然可以有意的加寬傳輸頻帶使這種干擾減小。但是這樣會導(dǎo)致不必要的頻帶浪費。如果展寬的太多還會將過大的噪聲引入系統(tǒng)。奈奎斯特第一準則給我們指明了消除這種碼間干擾的方法，并指出了信道帶寬與碼速率的基本關(guān)系，即4.3.2驗證乃奎斯特第一準則奈奎斯特第一準則圖4-8數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真原理圖其仿真波形與頻譜分析如圖4-9所示母母4時V由●DvsrlgSink…#V#圖4-9數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真波形與頻譜分析上述討論了無噪聲影響時能夠消除碼間干擾的基帶傳輸特性。若要獲得良好的基帶傳輸系統(tǒng)，則必須使碼間干擾和噪聲的綜合影響足夠小，使系統(tǒng)的總的誤碼率4.4二進制移頻鍵控BFSK采用鍵控法產(chǎn)生的二進制頻移鍵控信號，即利用矩形脈沖序列控制的開關(guān)電力對兩個不同的獨立頻率源進行選通。頻移鍵控FSK是用數(shù)字基帶信號去調(diào)制載波的頻率。因為數(shù)字信號的電平是離散的，所以載波頻率的變化也是離散的。在實驗中，二進制基帶信號是用正負電平表示的，載波頻率隨著調(diào)制信號為1或-1而變化，其中1對應(yīng)于載波頻率f1,-1對應(yīng)于載波頻率f2.二進制移頻鍵控信號的時域表達式其中二進制移頻鍵控信號的產(chǎn)生可以采用模擬調(diào)頻電路來實現(xiàn)，也可以采用數(shù)字鍵控的方法來實現(xiàn)。數(shù)字鍵控法實現(xiàn)二進制頻移鍵控信號的原理圖如圖4-10所示：載波載波載波二進制數(shù)據(jù)二進制FSK信號解調(diào)方法常用非相干解調(diào)和相干解調(diào)法，這里的抽樣判決器是判斷哪一個輸入的樣值大，此時可以不專門設(shè)置門限電平。本題采用相干解調(diào)法，解調(diào)原理圖如圖4-11所示乘法器乘法器利用鍵控法和相干解調(diào)原理可以畫出系統(tǒng)仿真電路圖，如圖4-12所示其中二進制信號，幅度為2V,頻率為50Hz,載波是頻率分別為100Hz和300Hz仿真波形如圖4-13所示4)T接收到的眼圖如圖4-14所示 圖4-14接收到的眼圖最上面的是已調(diào)波，中間的圖為解調(diào)后的波形，其次為初始信號，最下面的是接收信號的眼圖。除了延時外，解調(diào)后的信號和原始信號幾乎一樣，該系統(tǒng)可行，并且抗噪聲和抗衰減性能都較好，適合于中低速數(shù)據(jù)傳輸。通常數(shù)據(jù)在低于1200bps時使用BFSK方式傳輸，在衰落信道傳輸數(shù)據(jù)時，也被廣泛應(yīng)用。AM調(diào)制和DSB調(diào)制是信號帶寬的2倍，而SSB調(diào)制僅是AM調(diào)制和DSB調(diào)制系統(tǒng)帶寬的一半，有效地節(jié)省了帶寬；