课程设计（论文）-基于system view 2FSK通信系统仿真.doc

科研实践题目：基于system view 2FSK通信系统仿真 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 目录 1.system view 软件介绍及特点. 2.课程设计目的与要求. 3.设计的原理与方案. 4.通信系统的2FSK仿真设计与分析. 5.system view 2FSK图标的功能介绍. 6.基于system view 2FSK通信系统仿真. 7.心得体会.一，system view 软件介绍及特点 1 1，软件介绍 System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。 System View是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)描述程序。利用System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。 2 SystemView的特点 SystemView是美国Elanix公司推出的基于Windows平台的动态系统仿真软件。SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真、能满足从信号处理、滤波器设计，到复杂的通信系统等要求。SystemView借助大家熟悉的Windows窗口环境，以模块化和交互式的界面，为用户提供一个嵌入式的分析引擎。SystemView仿真系统的主要特点有：能仿真大量的应用系统；能快速方便地进行动态系统设计与仿真；在本文中可以方便地加入SystemView的结果；完备的滤波和线性设计；先进的信号分析和数据处理；完善的自我诊断功能等。 SystemView由两个窗口组成，分别是系统设计窗口的分析窗口。系统设计窗口，包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计工作区。所有系统的设计、搭建等基本操作，都是在设计窗口内完成。分析窗口包括标题栏、菜单栏、工具条、流动条、活动图形窗口和提示信息栏。提示信息栏显示分析窗口的状态信息、坐标信息和指示分析的进度；活动图形窗口显示输出的各种图形，如波形等。分析窗口是用户观察SystemView数据输出的基本工具，在窗口界面中，有多种选项可以增强显示的灵活性和系统的用途等功能。 在分析窗口最为重要的是接收计算器，利用这个工具我们可以获得输出的各种数据和频域参数，并对其进行分析、处理、比较，或进一步的组合运算。例如信号的频谱图就可以很方便的在此窗口观察到。二，课程设计目的与要求 目的： 1，经历工程设计与实现过程，为后续进行毕业设计奠定设计基础 2，掌握2FSK的调制与非相干调制解调的实现方法 3，遵循本系统的设计原则，理顺基带信号，传输基带及两个载频三者间相互间的关系 4，加深理解2FSK调制器与解调器的工作原理，学会对2FSK工作过程进行检查及对主要性能指标进行测试的方法 要求：（1）设计一数字基带或频带通信系统，包括发送滤波器，调制，解调和接收滤波器等；（2）调制方式采用2FSK；（3）根据所学通信原理知识，设计各个模块参数（如码元速率，载波频率等）；（4）通信系统的设计利用System view仿真实现实现；（5）仿真波形分析，要求仿真的波形有（产生的输入二进制序列调制信号波形，载波，已调信号波形，噪声信号、已调信号叠加噪声、接收基带信号眼图、判决输出的二进制序列、滤波器参数）。（6）要求报告书写规范，无书写，排版错误。图号、表号标注清楚，系统不同条件下，所得的仿真结果能进行分析比较，并得出正确的结论。三，设计的原理与方案 1. 设计原理采用键控发产生二进制频移键控信号，及利用矩形脉冲序列控制开关电路对两个不同的独立频率进行选通。频移键控FSK是用数字基带信号去调制载波的频率。应为数字信号的电平是离散的，所以载波频率的变化也是离散的。在本实验中，二进制基带信号是用正负电平表示的，载波频率随着调制信号为1或-1二变化，其中1对应于载波频率w1表示，-1对应载波频率w2.2，设计方案 调制部分: ACOS(1t) 半波整流器 相乘器 基带信号 a(n) 加法器 SFSK（t） 倒相 半波整流器 相乘器 ACOS(2t) 基带信号经整流后，双极性码变为单极性码，形成键控信号。 解调部分: ACOS(1t) 相乘器 低通滤波器 SFSK (t) 加法器 解调信号 a(n) 相乘器 低通滤波器 ACOS(2t) 倒相 本实验采用的是相干检测法。 四，通信系统的2FSK仿真设计与分析 1、2FSK信号的产生： 2FSK是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。故其表示式为 式中，假设码元的初始相位分别为和；和为两个不同的码元的角频率；幅度为A为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。 2FSK信号的产生方法有两种：（1） 模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1（a）所示。（2） 键控法，用数字基带信号及其反相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1（b）所示。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。 (a) (b) 2FSK信号产生原理图 由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK信号之和，即 其中是脉宽为的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。 其中，为的反码，即若，则；若，则。2、2FSK信号的频谱特性： 由于相位离散的2FSK信号可看成是两个2ASK信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK信号的频谱分析结果，比较方便，即 2FSK信号带宽为 式中，是基带信号的带宽。调制部分的仿真图基带信号在经过整流之后就变成了单极性码，用高频信号调制，后用加法器合并还原信号完整内容。解调部分的仿真图五，功能图标的介绍 1、信号源图标 信号源库中包括各种产生用户系统输入信号图标，使每个系统中都必不可少的组成部分。2、子系统图标这个图标代表了一组图标，这些图标在用户仿真中作为一个完整的子系统函数以及过程，使用用户可以把某些完成特定功能的图标组成一个子系统并保存起来，在另外的系统里可以直接对其调用子系统可以嵌套调用。3、加法器图标该组中只有一个加法器图标其功能是完成几个输入信号的加法运算4、子系统I/O图标该组中包含两个图标用于设置子系统与系统其它部分连接时的输入输出端口5、乘法器图标代表乘法器完成几个输入信号的乘法运算6、算子图标算子库中的每一个图标都相当于一个算子把输入的数据作为运算自变量进行某种运算或变换。7、函数图标该库中的每一个图标都对应一种函数运算将输入的信号作为自变8、观察窗图标观察窗库中包括各种信号接收器图标用来实现信号收集实时显示分析数据处理，以及输出包括把信号输出到文件等功能，它是用户观察系统运行结果的窗口也是每个系统中不可缺少的一部分。9、通信图标代表通信库，其中包括了通信系统中常用的各种模块，如各种调制器、解调器、编码器、解码器、信号处理器信道模型等。10、数字信号处理图标包括了在设计和仿真现代数字信号处理DSP系统中可能用到的各种模块，该库中的图标支持通常的DSP芯片所支持的C4x标准的或是IEEE标准等多种信号格式，还可以在浮点操作下指定指数和尾数的长度。11、逻辑图标包括了在设计和仿真数字电路系统中可能用到的各种模块。用逻辑库中的图标，与基本库即其它专业库中的各图标相配合使用，即可构成数字电路系统中的各种处理模型。12、射频/模拟库图标射频/模拟库中包括了在设计和仿真高频或模拟电路系统中可能用到的各种模块。用射频/模拟库中的图标，与基本库即其它专业库中的各图标相配合使用，即可构成高频/模拟电路系统中的各种处理模型。13、Matlab连接图标用于与调用Matlab函数时14、自定义图标允许用户自己通过C/C+语言编写源代码定义图标完成所需功能六，基于system view 2FSK通信系统仿真 原波形 调制波形 解调后的波形 功率谱 眼图八，心得体会 通过这次对system view的学习，我学会了很多，也了解了system view软件的应用与操作，从头到尾，我参与了工程的设计，体验了用system view软件实现操作的过程。为以后的毕业论文的设计奠定了基础。尽管只是一次课程设计但是我觉得我有了很大收获，我也掌握了2FSK的原理与设计，以及对2FSK的发生，以及发生的原理。有了深刻的理解，同时此次设计我知道了2FSK的调制与非相干调制的方法。除此之外，我们在设计工程的过程中，我们一定要遵循设计的原则，把我们要设计的东西的原理，以及我们要设计该2FSK之间的相关关系。另外，设计该工程还加强了我对2FSK解调器与调制器的原理，以及对他的一些性能有了很好的了解。这次我学