大连理工大学通信系统仿真试验

1、大连理工大学实验报告学院（系）：电信学部专业:电子信息工程班级:姓名：学号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验三：二进制相移键控系统实验目的分析二进制移相键控系统的工作原理，特别注意2DPSK系统是如何解决同步载波1800相位模糊问题的。实验要求和内容实验内容：创建2PSK和2DPSK系统。相干接收2PSK系统组成如图3-1-1所示:图3-1、2PSK系统组成对2PSK信号相干接收的前提是首先进行载波提取，可采用平方环或科斯塔斯环来实现。为分析方便起见，在本实验中可直接在收端设置一个与发送端同步的本地载波源。另外,本实验中暂不考虑位同步提取问题。2DPSK系统组成原理如图3-1-2所示，系统中

2、差分编、译码器是用来克服2PSK系统中接收提取载波的180°相位模糊度。图3-2、DPSK系统组成三、主要仪器设备SystemView工具平台四、实验步骤与操作方法相干接收2PSK系统1、按照图3-3所示系统，创建仿真系统如图3-1-3所示。设置系统运行时间：0-0.3秒;采样频率10000HzoPN码速率为100Hz,载波频率为1000Hz;收、发正弦载波源的相位均为0。其中，Token0为双极性PN码源；Token8和Token10是彼此同步的载波源；Token7为过零比较器（a>b模式）；Token15是幅度和频率均为0的正弦源，作为过零门限电平（比较器b输入）；Toke

3、n4为3阶100Hz截止频率的低通滤波器（比较器a输入）。|实骗三4肝接收皮相2F5江垛电子120陈宇201244201Tokga5Farami&ters：Sourc«：SiniiEaidAjnp*1vFreqsle+3HeFh.a£e=180Output0=Sinet9Output1=CosineSyst&mViewbyELANIX图3-3、BPSK系统的仿真系统方案（上正相、下反相）2、分析内容要求 观察Token11、12、13、14处的时域波形，看解调是否正确？观察Token12处的功率谱； 在2PSK系统中，接收提取的载波存在180°相位

4、模糊度，这是载波提取电路存在的固有问题，一旦接收端提取的载波与发送端调制载波倒相，解调出的码序列将全部倒相。重新设置接收载波源的参数，将其中的相位设为180。，运行后再观察解调的结果。差分相干接收2PSK系统1、创建仿真系统如图3-4所示。其中，Token2、6、7组成差分编码器，Token3、23、5为差分译码器，设置系统运行时间：00.3秒、采样速率为10000Hz。其中，Token0为单极性PN码源；Token1、3为采样器（采样速率为100Hz）;Token7、4为保持器；Token6为放大器（Gain=1）、Token23为数字延迟器（延迟1个Sample）;Token8、10、9为

5、比较器（a>b模式），Token19设为0V直流电平（Token8的输入b）,Token22设为0V直流电平（Token10的输入b）。Token8、9输出为双极性码、Token10输出为单极性码；Token20、24为彼此同步的载波源（Amp=1V、Freq=1000Hz、Phase=0°）;Token21、12组成加性高斯噪声信道；Token15、16、17、18为信宿接收分析器。1HLSbyELANIXroaso4r4rmeters：写电：SanTLsaidlAnp-1vFr*qI=U+3HePKt”-0时550=-晦(hltgt1=Ceiline惜uE国3(Pwt0)=

6、l0e4-3心实验三差分相子瘦也E形舔婉电子】an陈宇an容也口】S4WTC4：SiflU34id加？=1tfreq-Be+3HiFhu«=,0da.Output0=SinetSDutpiLtI=CosLTLtHaiK&taIjort)10*43Hz案Q-Q图3-4、2DPSK系统的仿真系统方案（上正相、下反相）至虻三主守相干金极烟集统iaw打电子面1导宇15i怛卜Tflkwi4f-mtmeters：山ru电.Sirius4Ld.F1«qsLft-i-3Hi=OlLtplLt0-Outpui.Lm力噌rl-kM(PftrtD=10>33JiiI«kt

7、u5fbriuiftltre5-pure*Sarmiaid加中-IvF7Z=Je+3HrFM国电-160Output0=SineOutput1-C«EhIL*VkkRm(Jflrt0】10*3Ht2、分析内容要求观察Token19、20、21、22处的时域波形；在2DPSK系统中，“差分编码/译码”环节的引入可以有效地克服接收提取的载波存在180。相位模糊度，即使接收端同步载波与发送端调制载波之间出现倒相180。的现象,差分译码输出的码序列不会全部倒相。重新设置接收载波源的参数，将其中的相位设为180°,运行观察，体会2DPSK系统时如何克服同步载波与调制载波之间180&#

8、176;相位模糊度的。五、实验数据记录和处理输入PN序列参数：振幅为1V,频率为100Hz;载波源参数：振幅为1V,频率为1000Hz;噪声源参数：高斯噪声，均方差为0.3V;接收端滤波器参数：截止频率为100Hz;采样频率为10000Hz;观察时间范围为00.3s。1、2PSK调制解调过程图3-5、a为输入PN序列，b为调制信号波形，d为滤波器输出波形，c为解调输出序列图3-6、调制信号的功率谱2PSK调制相位模糊问题图3-7、a为输入PN序列，b为调制信号波形，d为滤波器输出波形，c为解调输出序列实验结果分析：从图3-5可以看出，在接收载波与发送载波同步前提下，2PSK传输系统正常工作，因

9、为PN序列的功率谱有白噪声特性，所以调制信号的功率谱在载波频率1000Hz处有最大值，实验结果正确。若将图3-3仿真系统图中接收提取的载波相位改成与发送端调制载波相差180。，则结果如图3-7所示，解调输出序列与原PN序列反相，即2PSK传输系统存在相位模糊问题。2、DPSK调制解调过程图3-8、a为输入PN序列，b为差分编码输出序列，d为解调输出波形，c为译码输出序列接收提取的载波与发送提取的载波相位相差180°图3-9、a为输入PN序列，b为差分编码输出序列，d为解调输出波形，c为译码输出序列六、实验结果与分析实验结果分析：从实验结果分析可知，采用Costas环从已调信号中获得载

10、波进行解调可行，同时从上图中可以看出，解调输出波形与差分编码输出波形反相，这也是实际传输系统中常出现的载波相位模糊的问题，但是通过差分编码、译码，保证了最终输出序列与原PN序列相同，从而克服了恢复载波相位模糊问题。大连理工大学实验预习报告学院（系）：电信学部专业:电子信息工程班级:姓名：学号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验四：16QAM调制解调系统分析实验目的目的是在全面理解16QAM调制解调原理的基础上，强化信号星座图、眼图所表明的信号性质，体会取样判决环节在解调系统中的重要作用。实验要求和内容本实验安排了16QAM调制解调系统的仿真分析内容。由于信道资源越来越紧张，许多数据传输场合二进

11、制数字调制已无法满足需要。为了在有限信道带宽中高速率地传输数据，可以采用多进制（M进制，M>2）调制方式，MPSK则是经常使用的调制方式，由于MPSK的信号点分布在圆周上，没有最充分地利用信号平面，随着M值的增大，信号最小距离急剧减小，影响了信号的抗干扰能力。MQAM称为多进制正交幅度调制，它是一种信号幅度与相位结合的数字调制方式，信号点不是限制在圆周上，而是均匀地分布在信号平面上，是一种最小信号距离最大化原则的典型运用，从而使得在同样M值和信号功率条彳下，具有比MPSK更高的抗干扰能力。16QAM信号的调制解调系统如图3-3-1所示。16QAM的每个信号点都可视为同相与正交两个分量的矢

12、量合，与同相和正交载波相乘的信号为两个4电平基带信号，分别由输入的二进制序列转换而成。用PM10QAM调制解调系统弱成在16QAM信号的解调器中，“低通滤波器”后边接“取样判决器”可以大大提高解调输出的正确性，因为低通滤波器输出的是包含信道畸变和噪声影响的模拟量，信号取值具有很大模糊性，此时信号星座图中的信号点是发散的，这一点将在接下来的仿真分析结果中充分体现出来。取样判决器的作用就是最大限度地消除各种不利因素，使信号星座图更加趋于理想16QAM的信号星座图。事实上，几乎所有规范的数字解调系统都是采样这种处理方三、实验步骤1、创建16QAM调制与解调仿真系统。设定载波频率为500Hz,分别以2

13、个4电平PN码作为同相和正交支路的4电平基带信号，码时钟频率为50Hz（此处省略了“串/并转换”环节）；解调器中，以“采样器+保持器+量化器”结构代替“取样判决”的作用，并忽略”并/串转换“环节。可仿照图3-4-2,在SystemView系统窗下创建仿真分析系统。设置系统运行时间：02.5秒、采样速率为10000Hz。系统中主要图符块参数如下：Token。、1：PNSeq,Amp=3v,Offset=0v,Rate=50Hz,Level=4,Phase=0;Token7:GaussNoise,StdDev=0.5v,Mean=0v;Token11、12：ButterworthLowpassIIR,3Poles,Fc=100Hz;Token18、19:Sampler,Rate=50Hz;Token22、23:Quantizer（函数库），Bits=4,MaxInput=4v,SignalIntegerOutput;Token26、27：Gain,GainUnit=Linear,Gain=2。闱342调制解调仲真分析桑统2、分析内容要求对于调制部分，分别观察I通道和Q通道4电平基带信号波形和16QAM理想信