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通信原理课程设计( 基于Systemview的通信系统的仿真 )
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更新于2023-03-03
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Systemview是美国ELANIX公司于1995年开始推出的软件工具,它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境,能进行模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计,可对线性系统进行拉氏变换和Z变换分析。 SystemView基本属于一个系统级工具平台,可进行包括数字信号处理(DSP)系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析,并配置了大量图符块(Token)库,用户很容易构造出所需要的仿真系统,只要调出有关图符块并设置好参数,完成图符块间的连线后运行仿真操作,最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。
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第 1 章 绪论
数字信号的传输方式可以分为基带传输和带通传输。为了使信号在带通信道
中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道特性相匹配。
在这个过程中就要用到数字调制。
在通信系统中,利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,来实现数
字调制,这种方法通常称为键控法,主要对载波的振幅,频率,和相位进行键
控。键控主要分为:振幅键控,频移键控,相移键控三种基本的数字调制方式。
本次课程设计的目的是在学习以上三种调制的基础上,通过 Systemview 仿真
软件,实现对 2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK 等数字调制系统的仿真,同时对以上
系统有深入的了解。
Systemview 是美国 ELANIX 公司于 1995 年开始推出的软件工具,它为
用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境,能进行
模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计,可对线性系统进
行拉氏变换和 Z 变换分析。
SystemView 基本属于一个系统级工具平台,可进行包括数字信号处理
(DSP)系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析,
并配置了大量图符块(Token)库,用户很容易构造出所需要的仿真系统,只
要调出有关图符块并设置好参数,完成图符块间的连线后运行仿真操作,最终
以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。
在此次课程设计之前,先学会熟练掌握 Systemview 的用法,在该软件的配合
下完成各个系统的结构图,还有调试结果图。
Systemview 对系统的分析主要分为两大块,调制系统的分析和解调系统
的分析。由于调制是解调的基础,没有调制就不可能有解调,为了表现解调系
统往往需要很高的采样频率来减少滤波带来的解调失真,所以调制的已调信号
通过波形模块观察起来不是很清楚,为了更好的弄清楚调制是怎么样的一个过
程,在这里,我们把调制单独列出来,用较低的频率实现它,就能从单个周期
上观察调制系统的运作模式,更深刻地表现调制系统的调制过程。
第 2 章 二进制振幅键控(2ASK)系统的设计
2.1 基本原理
振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保
持不变。在 2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”
或“1”。一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通—断键控,振幅
1
键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制
2ASK 信号的一般表达式为
e
2ask
(t)= s(t)cosw
c
t
其中 s(t)= a
n
g(t – nT
s
)
a
n
是第 n 个符号的电平取值,若取
则相应的 2ASK 信号就是 OOK 信号。
图 1.1.1 2ASK/OOK 信号的时间波形
2ASK/OOK 信号的产生用键控法,相应的调制器如图 1.1.2 所示。下图是
一种数字键控法,其中的开关电路受 s(t)控制。
图 1.1.2 2ASK/OOK 信号调制器原理框图
二进制振幅键控信号的基本解调方法有两种:非相干解调及相干解调,即
包络检波法和同步检测法。非相干解调系统设备简单,但在信噪比小时,相干
解调系统的性能优于非相干解调。但本次课程设计我采用的包络检波法,即非
相干解调。其原理框图如下图 1.1.3。
2
0,
1,
n
p
a
p
发送概率为
发送概率为1-
1.1.3 非相干解调法的原理框图
2.2 实验步骤
1、采用通断键控法用 systemview 实现的振幅键控信号产生如下图
1.2.1
图 1.2.1 用 systemview 实现的振幅键控信号产生的仿真电路
本次试验中:
基带信号(PN 码序列,频率=20Hz,电平=2,偏移=1V)。
载波(正弦波发生器,频率=20Hz)
产生的仿真波形图如下图 1.2.2
3
图 1.2.2 2ASK 通断键控法产生的仿真波形图
单刀双掷开关由伪随机序列 PN 控制,为“1”时则通,为“0”时则为关闭状
态。实验结果与要求相符合,即满足要求,所以实验设计和操作正确。
2、采用非相干解调(包络检波法)的系统组成
(1)实验电路。如图 1.2.3 所示,本实验系统未加入噪声。
图 1.2.3 包络检波 2ASK 系统组成电路图
(2)参数设置
基带信号:PN 码序列,频率=50Hz,电平=2Level,偏移=1V。
载波:正弦波发生器,频率=1000Hz。
模拟低通滤波器:频率=225Hz。
产生的波形图如下图 1.2.4 所示
4
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wuxuemei927
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