2PSK通信系统仿真实验报告

2PSK通信系统仿真实验报告 班级： 姓名： 学号：一、实验目的1. 了解通信系统的组成、工作原理、信号传输、变换过程；2. 掌握通信系统的设计方法与参数设置原则；3. 掌握使用SystemView软件仿真通信系统的方法；4. 进行仿真并进行波形分析；二、实验任务使用Systemview进行系统仿真任务，要经过以下几个步骤：1.系统输入正弦波频率：500 Hz；码元传输速率：64kBd；2. 设计一通信系统，并使用SystemView软件进行仿真；3. 获取各点时域波形，波形、坐标、标题等要清楚；滤波器的单位冲击相应和幅频特性曲线；4. 获取主要信号的功率谱密度；5. 获取眼图；6.提取相干载波；7.数据分析及心得体会要求手写。三、原理简介1PCM系统原理1.1 .脉冲编码调制通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（Pulse Code Modulation PCM）,简称脉码调制。原理框图如图1-1所示：抽样保持量化器编码器 模拟信号输入 PCM信号 输出 冲激脉冲图1-1 PCM编码方框图1.2 .编码过程由冲激脉冲对模拟信号进行抽样，抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍是模拟信号。为了实现以数字码表示样值必须采用“四舍五入”的方法将抽样值量化为整数，量化后的抽样信号与量化前的抽样信号相比较，有所失真且不再是模拟信号，这种量化失真在接收端还原成模拟信号时表现为噪声，称为量化噪声。量化噪声的大小取决于把样值分级“取整”的方式，分的级数越多，即量化级差或间隔越小，量化噪声也越小。在量化之前通常用保持电路将其作短暂保存，以便电路有时间对其进行量化。然后在图1-1中的编码器中进行二进制编码。这样，每个二进制码组就代表了一个量化后的信号抽样值，即完成了PCM编码的过程。译码过程与编码过程相反。如图1-2所示。PCM信号输入译码器低通滤波器模拟信号输出图1-2 PCM译码原理图2.二进制移相键控（2PSK）的基本原理： 2PSK,二进制移相键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。在2psk中，通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。 其表达式如下：Fpsk（t）=Acos wct 发送1时-Acos wct 发送0时2psk的典型波形如图： 图1由于表示信号的两种码元的波形相同，极性相反，故2psk信号的一般可以表述为一个双极性非归零的矩形波脉冲序列与一个正弦载波相乘，即(t)=s(t)coswct 2psk调制方式如图 （2）2PSK信号的功率谱2PSK信号的功率谱密度及其功率谱示意图如下: 分析2PSK信号的功率谱：（1）当双极性基带信号以相等的概率（p=1/2）出现时，2PSK信号的功率谱仅由连续谱组成。而一般情况下，2PSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。其中，连续谱取决于基带信号经线性调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量确定（2）2PSK的连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同因此，2PSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同其中，数字基带信号带宽。这就表明，在数字调制中，2PSK的频谱特性与2ASK相似。相位调制和频率调制一样，本质上是一种非线性调制，但在数字调相中，由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值，因此，可以把相位变化归结为幅度变化。这样一来，数字调相同线性调制的数字调幅就联系起来了，为此可以把数字调相信号当作线性调制信号来处理了。（3）2PSK的解调系统2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下：四、 系统组成框图、仿真模型、图符参数设置、仿真波形1. 系统组成框图PCM编码输出即A/D输出并/串变换 数字频带传输系统2PSK串/并变换PCM解码输入即D/A输入2. 仿真模型3. 图符参数设置4. 仿真波形输入波形A律压扩后波形并/串转换后双极性波形2PSK调制信号波形带通滤波器输出波形相干解调波形低通滤波器输出波形抽样波形保持波形判决波形检验波形串/并转换后双极性波形解压扩后波形输出波形解调器输出眼图输入信号瀑布图输出信号瀑布图:五. 主要信号的功率谱密度1. 输入信号和输出信号功率谱密度图输入功率谱密