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1、基于SystemView的二进制相位键控(2PSK)的键控调制、 相干解调的仿真实现及其性能分析一、实验目的1、了解2PSK系统的电路组成、工作原理和特点；2、分别从时域、频域视角观测 2PSK系统中的基带信号、载波及已调信 号；3、熟悉系统中信号功率谱的特点。二、系统仿真任务：1. 码元传输速率：20kBd ；2. 设计一数字频带传输系统，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. 获取不同信噪比下的眼图(至少5个)及星座图(星座图为选作内容)；6. 测试不加噪声条件下
2、的误码率，获取误码率曲线；7. 数据分析及心得体会要求手写；8. 相干载波的提取为选作内容。三、原理简介1、2PSK的产生：模拟法和数字键控法，就模拟调制法而言，与产生 2ASK信号的方法比较，只是 对s(t)要求不同，因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号而就键控法来说，用数字基带信号 s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这 时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。图1、2psk信号键控调制产生2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的， 所不同的只是两者 基带信号s(t)的构成，一个由双极性 NRZ码组成，另一个由单极性 N
3、RZ码组成。因 此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求 2ASK信号功率谱密度相同的方法。2、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：spskCt)BFFCT pfe图2、2psk信号解调各点时间波形四、系统组成框图及图符参数设置4.1 2PSK信号的产生图3、键控法产生2PSK信号框图表1: 2psk产生图符参数设置编号库/名称参数3Source: PN SeqAmp = 1v， Offset = 0 v ， Rate = 20e+3 Hz ，Levels = 2， Phase
4、 = 0 deg32MultiplierNull0Source: Sinu soidAmp = 1 v， Freq = 40e+3 Hz, Phase = 0 deg，2Logic: SPDT SwitchGate Delay = 0 sec ， Ctrl Thresh=0.5v33Source: Unif NoiseMi nimum = -1 Max inum = -1图4、通信信道框图 表2 :信道图符参数设置编号库/名称参数8AdderNull22Operator:Ga in全局变量9Source:Gauss NoiseStd deviati on=1Mea n = 0图5、2PSK相干
5、解调框图 表3 :相干解调图符参数设置编号库/名称参数13Operator:L inerSyetemFlitersLowcutoff = 20e+3No.of Poles = 323Operator:SamplerSampleRate = 20e+324Operator:HolderGai n = 125Logic:BufferThreshold = 0 False Output = 0True Output = 114Si nk:Null31RealTime图6、计算误码率框图表4 :计算误码率图符参数设置编号库/名称参数3Source : PN segAmp = 1v， Offset =
6、0 v ， Rate = 20e+3 Hz ，Levels = 2， Phase = 0 deg26Operator:DelayDelay = 50e-627Operator:ReSampleSampleRatr = 20e+328Communi cati on:BERNo.Trial = 2Threshold = 0.5Offset = 036Sin k:Fi nalValuesNull五. 各点波形：包括时域波形、不同信噪比下的眼图（至少5个）、覆盖图、 瀑布图、可能的星座图等系统定时：起始时间0秒，终止时间100e-6秒，采样点数200,采 样速率1.6e+6Hz，获得的仿真波形如下图所
7、示。率w2：信号砌佝信号序列(t5)60Q&-6E ； = t 三 & / EZOOfrC切Time in Seconds图7、PN序列信号率w0:磁磁(t4)三|亘亘|p |i !|I | I | I i ll i H I In 111 11 li I liiOn 11 n 114 i it I I J S i li l I 14h I I 1 i I h l I I200400XOOftTime in Scend5图8余弦载波信号图9、载波信号180度相移M0e-32PSK信号(17)200e-600*-0Jnnl-lEciwyD0 200 600*Time in SecondsSystt
8、mVisw图10、2psk信号 w4：勰E形(tl；J| J|茴 蛰相乘波形U12)200e-6400frfleOOfr-eTiime in Secondlsf E 二 cbuySSttmVitw图11、经高斯噪声信道后与载波相乘图12、低通滤波解调减形Ct3D2Q0Z40QZDM0&-CMQe-e20Q“Time in SecondisSystemview也-* 4z010e-fi2fle-Me-B40“Me-fiTim* in Stswdi图13、抽样判决出 w9: Sliced 低通后波形(No Repeat, Start = 10e-6sr Length = 50e-6s)回Slice
9、d通后疲畛 QJg Repeat Start - 10e_6s3 Length = 5010e-fl2fle-fiMe-fi4050Z图14、眼图-信噪比=OdB图15、眼图-信噪比=10dB图16、眼图-信噪比=20dB图18、眼图-信噪比=50dB图18、眼图-信噪比=50dB图17、眼图-信噪比=30dB例 w9: Sliced （田圃波形（No Repeat, Start = 10e-6s, Length = 50e-6s图18、眼图-信噪比=50dBSliced 低通!后液形 QJq R倉車 Start - 10e-6s, Length = 510e-4320e-6-3J0e-6-4
10、0 Z50e-6107刘 23Ce-640e-B50e-BSyrtimViBMTim电 in Seconds图18、眼图-信噪比=50dB圈wlO: Overlay唔号展?！询謔刮信号(17)Ovtrley fi号序列(t&h调制值号(t图21、输入输出序列瀑布图D10Ge200e 3OQe 400e-6 5O0e-e 0De-60lOGenG SDO&fi3M*咖M0e-6M0e-STim in SvcvudsEystemView图19、2PSK与PN序列覆盖图l匸旦!E? 11； Ovfrlay 涸拓岸号 it7),AlQ； w&ttrfall Plot of w2图20、PN序列与2ps
11、k信号瀑布图wll: Overlay 整澗遁形(131)10： WeterfaSl Pict of *v2Ovu-rlay 解i庵疲形 (t31)*10 : VaterfiLll PltQ啊0詁釘 DM300 話5003蚀D*e IIII q I ! I I 4I I I I I I I I 4I I I -3400e+lKXJ&+3BOOfr+3图25、低通滤波器幅频特性图26、带通滤波器单位冲击响应图27、带通滤波器幅频特性八、系统抗噪声性能分析:测试误码率的电路图、图符参数、数据、曲线电路图、图符参数见上|i5G7eFinal Value Sink 3G: side 36 Loop N
12、Time1273 27.300000000000(e-35460191092 1 D9.20000D0D0O00e3 1365 136.50000D0D0D0Oe-3 1G33 163.800000000000e-3 1911 191.1000000D0000e 32184 218.40DOODODOOOOe-354.60O00D0D0D0D0e-3B1.9000000000000e-3Value1.83150183150183e-3 915750915750916e-46.1D500E10500E11e 44 57875457875458e-43.G63003GB300366e-43.05250305250305e-4 2.616431187a5976e 4 Z28937728937729e-4图28、未加噪声时的误码率密 wl4: BER vs SNR for wS| 百12432405C64SHR in dLB图29、不加噪声误码率曲线图30、加高斯白噪声后误码率电 wlO; BER vs SNR for w8BER vs SHK for2S5075100SytsmViHH图31、加高斯白噪声后误码率曲线九、数据分析及心得体会