通信原理实验报告

通信原理实验 班级：010611 姓名：钟耀著（01061012） 李金隆（01061011） 一、系统仿真目的： （1）了解2DPSK通信系统的原理和信息传输 （2）掌握通信系统的设计方法与参数选择原则 （3）掌握由图符模块建立子系统并构成通信系统的设计方法 （4）熟悉通信系统的SYSTEMVIEW仿真测试环境 二、仿真内容及原理简介： (1)2DPSK的调制 S(t) 2DPSK2PSK调制 码变换 其中s(t)示信息的二进制矩形脉冲序列,为双极性不归零码。 1 开关 载波 2DPSK 0 180 移 s(t) 向 码变换 其中s(t)表示信息的二进制矩形脉冲序列，为双极性不归零码。 2 S(t) 2DPSK 码变换 相乘 载波 其中s(t)表示信息的二进制矩形脉冲序列，码变换器实现绝对码波形 到相对码波形的变换。 22DPSK 这里重点介绍相干解调。数字调制方式可以采用相干解调，而其中一 些数字调制方式也可以采用非相干解调，如2ASK、2FSK、 2DPSK。 抽样码反带通滤波低通滤波输下面以2DPSK为例来说明相干解调的实现方法，其框图如下： E2DPSK 判决变换相乘器 器 器 出 器 器 三、图符块参数设置： 系统的仿真电路如下所示 图符编号 库/图符名称 参数 Amp = 1 v Offset = 0 v Rate = 20e+3 Hz Source: PN Seq Levels = 2 Token 0、1 Phase = 0 deg Max Rate = 500e+3 Hz Gate Delay = 0 sec Threshold = 0 v True Output = 1 v Logic: XOR False Output = -1 v Token 15 、6 13 Max Rate = 500e+3 Hz Non-Interpolating Delay = 50e-6 sec Operator: Delay Output 0 = Delay Token17、14 Output 1 = Delay - dT t15 Max Rate (Port 1) = 500e+3 Hz Amp = 1 v Freq = 40e+3 Hz Source: Sinusoid Phase = 0 deg Token 3、2 Output 0 = Sine t5 t27 t16 、4 Output 1 = Cosine Max Rate (Port 0) = 500e+3 Hz Switch Delay =0 sec Threshold = 0 v Token 16 Logic: SPDT Input 0 = t5 Output 0 Input 1 = t3 Output 0 Control = t15 Output 0 Max Rate = 500e+3 Hz Butterworth Bandpass IIR 3 Poles Token 8 Operator:Linear Sys Low Fc = 19.9e+3 Hz Hi Fc = 60.1e+3 Hz Init Cndtn = Transient DSP Mode Disabled Max Rate = 500e+3 Hz Delay = 51e-6 sec Token 12 Operator: Delay Output 0 = Delay Output 1 = Delay - dT t13 Butterworth Lowpass IIR 3 Poles Fc = 20e+3 Hz Token 10 Operator: Linear Quant Bits = None Sys Init Cndtn = Transient DSP Mode Disabled Max Rate = 500e+3 Hz Gate Delay = 0 sec Threshold = 0 v True Output = 1 v Token 11 Logic: Buffer False Output = -1 v Rise Time = 0 sec Fall Time = 0 sec Max Rate = 500e+3 Hz 四、各点波形 （1）、键控法调制 图1：图中电平较低的为信源波形，对其进行差分编码（较高电平）。 图2：对差分码进行2PSK调制即可得到2DPSK信号，2DPSK波形图以及2DPSK与差分码的覆盖图如下: 图3 图4：调制信号功率谱密度如下： 图5 ：载波功率谱密度如下： 图6：已调信号功率谱密度如下 （2）模拟调制及其相干解调 图7：原信号波形 图8：差分波形 图9：第一个乘法器输出的2DPSK波形 图10：带通滤波器输出波形 图11：第二个乘法器输出波形 图12：低通滤波器输出波形 图13：抽样判决后输出的差分码 图14：码反变换后的基带信号： 图15：低通滤波器输出信号的眼图 图16 ：原信号和解调信号的覆盖图（电平较低的为原信号，电平较 高的为解调信号） 以下分别为各输出信号的功率谱密度波形： 图17: 调制信号 图18：载波 图19：已调信号 图20：解调中的乘法器输出 图21：输出的数字基带信号功率谱密度 五、滤波器 （1）带通滤波器 图22：幅频特性曲线 图23：单位冲激响应 图24：相频特性曲线 （2）低通滤波器 图25：幅频特性曲线 图26：单位冲激响应 图27：相频特性曲线 六、数据分析 1、在对2DPSK信号相干解调时，最后的解调输出的基带信号较原基 带信号有一定的延迟，并且由于噪声，滤波器频域特性的不理想等因 素，使得解调信号有一定的误差。 2、从图4和图17可以看出，占空比为1的等概双极性基带信号的带宽接近为码元间隔的倒数，在带宽之外的频谱已经衰减非常大，近乎 为零。同时，其频谱中并没有离散谱。 3、由于载波为单一频率的正弦信号，其频谱只在载波频率上有一离 散谱，其他频域上为零。从图6和图19可以看出，已调信号在区间（20KHZ，60KHZ）外的衰减大，已调信号的主要等量集中在这一区 间中。因此解调时可以将此设为带通滤波器的带宽。从而最大程度地 滤去带宽外的噪声功率。 4、从图20可以看出，解调中的乘法器的输出信号的能量主要集中在 20KHZ以内的带宽，以及40KHZ左右的带宽内，而我们所需要的是20KHZ以内带宽的功率，因此可将低通滤波器的上限频率设为 20KHZ。滤去无用功率。 5、从图12可以看出，低通滤波器的输出已初现差分码波形形状，对 其抽样判决，然后反码变换，即可得到解调信号。 6、从图21可以看出，解调输出的基带信号的带宽也接近20KHZ， 基码元间隔的倒数，而带宽之外的功率衰减大，幅值近乎为零。 七、心得体会 经过本次实验，我们对于基带信号的调制和解调原理有了更深刻的理 解。比如从已调信号的频谱图，我们了解到基带信号经过调制使其频 谱搬移到载波信号上，于是使得信号更加适合于在一般的信道中传 输。我们还观察到噪声以及系统参数均对低通滤波器输出信号的眼图 有影响，当眼图效果好时，解调输出的基带信号的误差也小。我们还 看到，当抽样判决门限设为0时，解调输出信号的误差最小，这正好与理论相一致。此外，在解调的最后环节反码变换时，对差分码的延 迟时间的选取也很重要。由于前面滤波器频域特性的不理想，造成最 后得到的差分码有较小的失真，比如造成某些码的码间隔的减小或增 加，使得延迟异或后得到的信号在个别点上出现错误，于是要相应地 稍微增加或减小延迟时间，使得后输出的基带信号的误差最小。