49/55本科畢業(yè)論文（設(shè)計）論文（設(shè)計）題目：基于SystemView的數(shù)字基帶與頻帶傳輸仿真學(xué)院：專業(yè)：班級：學(xué)號：＿學(xué)生：指導(dǎo)教師：2012年5月20日本科畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信責(zé)任書本人重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。特此聲明。論文（設(shè)計）作者簽名：日期：目錄摘要IIAbstractIII第一章前言11．1.數(shù)字通信的基帶與頻帶傳輸技術(shù)21.1．1數(shù)字通信基帶傳輸技術(shù)21.1.2數(shù)字通信頻帶傳輸技術(shù)21.2數(shù)字通信傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢31.2.1數(shù)字通信傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀31.2.2數(shù)字通信傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢4第二章SystemView的具體介紹62.1.SystemView基本功能62.2使用Systemview進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟82.3SystemView發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀9第三章設(shè)計原理103.1．頻帶傳輸系統(tǒng)工作原理ASK基本原理103.1.22FSK基本原理113.1.32PSK的基本原理133.2.基帶傳輸?shù)幕驹?43.2.1基帶傳輸系統(tǒng)的組成143.2.2數(shù)字基帶信號傳輸碼型的要求153.2.3常用的基帶傳輸碼型163.2.4數(shù)字信號傳輸?shù)幕緶?zhǔn)則16第四章設(shè)計過程與結(jié)果分析184.1.頻帶的仿真過程184.1.12ASK184.1.22FSK244.1.32PSK314.2基帶傳輸仿真實現(xiàn)過程374.3系統(tǒng)中存在的不足45第五章總結(jié)46參考文獻(xiàn)48致49基于SystemView的數(shù)字基帶與頻帶傳輸仿真摘要本次畢業(yè)設(shè)計是根據(jù)數(shù)字信號的基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)脑?，通過軟SystemView來完成基帶傳輸與頻帶傳輸?shù)姆抡?，利用SystemView結(jié)合基帶傳輸與頻帶傳輸?shù)墓ぷ髟磉M(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，在SystemView上得到設(shè)計的仿真圖，觀察仿真結(jié)果并且得出系統(tǒng)中的不足?，F(xiàn)階段，隨著信息的交換日益頻繁，通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與它們的密切結(jié)合，通信能克服對空間和時間的限制，大量的、遠(yuǎn)距離的信息傳遞和存取已成為可能。展望未來，通信技術(shù)正在向數(shù)字化、智能化、綜合化、寬帶化、個人化方向迅速發(fā)展，各種新的電信業(yè)務(wù)也應(yīng)運(yùn)而生，這次設(shè)計正能延伸這些業(yè)務(wù)的發(fā)展。首先，通過2ASK,2FSK,2PSK的解調(diào)與調(diào)制完成頻帶的傳輸，對比原始信號，已調(diào)信號和調(diào)解信號的運(yùn)行圖分別分析2ASK,2FSK,2PSK運(yùn)行結(jié)果。其次進(jìn)行基帶傳輸?shù)姆抡?，將信源PN碼和波形形成輸出的功率譜進(jìn)行比較，并觀察信道輸入和輸出信號眼圖的差別，根據(jù)運(yùn)行結(jié)果和波形來分析傳輸系統(tǒng)的性能與信道對信號傳輸?shù)挠绊憽１敬卧O(shè)計中，系統(tǒng)開發(fā)平臺為SystemView5.0，程序運(yùn)行平臺為WindowsXP。設(shè)計中，分別調(diào)用軟件中相關(guān)解調(diào)來實現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建。程序經(jīng)過運(yùn)行調(diào)試，實現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計。關(guān)鍵詞：基帶傳輸，頻帶傳輸，SystemView5.0SystemViewbaseddigitilbasebandandbandtranssionsimulationAbstractThisgraduationdesignisaccordingtothebasebandtransmissionofdigitalsignalandfrequencybandtransmissionprinciple,throughthesoftwareSystemViewtocompletethebasebandtransmissionandbandtransmissionsimulation,usingtheSystemViewbindingbasebandtransmissionandfrequencyofthetransmissionprincipleofthedatainput,intheSystemViewdesignofthesimulationmap,andobservethesimulationresultsandtheconclusionofthesystemlackin.Alongwiththeinformationexchangeshavebecomeincreasinglyfrequent,communicationtechnologyandcomputertechnologyandthedevelopmentoftheirmarriage,communicationcanovercomethelimitoftimeandspace,large,remoteinformationtransmissionandaccesshasbecomepossible.Lookingtothefuture,communicationtechnologyisdigital,intelligent,integrated,broadband,personalizedwaydevelopsquickly,allsortsofnewtelecommunicationsbusinessalsoemergeasthetimesrequire,thisdesignistoextendthebusinessdevelopment.Firstofall,throughthe2ASK,2FSK,2PSKdemodulationandmodulationtocompletethebandtransmission,incontrasttotheoriginalsignal,modulatedsignalandmediatesignaloperationchartanalysisof2ASK,2FSK,2PSKrunningresults.ThesourcePNcodeandthewaveformshapingoutputpowerspectrumwerecompared,andtheobservationofchannelinputandoutputsignalsofthedifference,accordingtotheoperationresultandwaveformanalysisoftheperformanceofthetransmissionsystemandchannelinfluenceonsignaltransmission.Inthecourseofdesign,systemdevelopmentplatformforSystemView5.0,runningplatformforWindowsXP.Design,respectivelycalledsoftwaredemodulationtoachievetransmissionsystem.Theprogramafterdebugging,achievedapredetermineddesign.Keywords:Basebandtransmission,transmissionbands,SystemView5.0前言如果把調(diào)制與解調(diào)過程看作廣義信道的一部分，那么任何數(shù)字通信系統(tǒng)均可等效為數(shù)字信號基帶傳輸系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計是利用SystemView仿真軟件來實現(xiàn)信號的基帶傳輸頻帶傳輸。本畢業(yè)設(shè)計是利用SystemView仿真軟件來模擬基帶傳輸系統(tǒng)。第一，要求我們通過基帶傳輸與頻帶傳輸?shù)脑韴D畫出系統(tǒng)模型，對每個模塊進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，通過信號傳輸?shù)那昂蠊β首V，眼圖的比較分析整個基帶傳輸?shù)南到y(tǒng)性能。然后仿真帶傳輸系統(tǒng)，利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關(guān)鍵控載波，來實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，這種方法通常稱為鍵控法，主要對載波的振幅，頻率，和相位進(jìn)行鍵控。鍵控主要分為：振幅鍵控，頻移鍵控，相移鍵控三種基本的數(shù)字調(diào)制方式。在SystemViem的配合下完成各個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和調(diào)試結(jié)構(gòu)圖，深入了解2ASK,2FSK,2PSK的調(diào)節(jié)原理。對比數(shù)字基帶傳輸和頻帶傳輸，對比兩種傳輸?shù)漠愅?，分析兩種傳輸適合于在什么條件下傳輸。通信的任務(wù)根本是遠(yuǎn)距離傳遞信息，因而如何準(zhǔn)確的傳遞數(shù)字信息是數(shù)字通信的一個重要組成部分。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，其傳輸對象是二元數(shù)字信息，它可能來自計算機(jī)、電傳打字機(jī)或者其他的數(shù)字設(shè)備的各種數(shù)字代碼，也可能來自數(shù)字終端的脈沖編碼信號。設(shè)計數(shù)字傳輸系統(tǒng)的基本考慮的是選擇一組有限的離散波形來表示數(shù)字信息。這些離散波形可以是未經(jīng)調(diào)制的不同電平信號也可以是調(diào)制后的數(shù)字形式。由于未經(jīng)調(diào)制的電脈沖信號所占據(jù)的頻帶通常從直流和低頻開始，因而稱之為數(shù)字基帶信號。在某些有線信道中，特別是傳輸距離不遠(yuǎn)的情況下，數(shù)字基帶信號是可以直接傳輸，我們稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸。而在另外的一些信道中，特別是無線信道和光信道中，數(shù)字基帶信號則必須經(jīng)過調(diào)制，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸，我們把這種傳輸稱之為數(shù)字信號調(diào)制傳輸。因此掌握數(shù)字信號的基帶傳輸原理是十分重要的。頻帶傳輸是通過遠(yuǎn)距離通信信道多為模擬信道，例如，傳統(tǒng)的（信道）只適用于傳輸音頻圍（300-3400Hz）的模擬信號，不適用于直接傳輸頻帶很寬、但能量集中在低頻段的數(shù)字基帶信號。先將基帶信號變換（調(diào)制）成便于在模擬信道中傳輸?shù)摹⒕哂休^高頻率圍的模擬信號（稱為頻帶信號），再將這種頻帶信號在模擬信道中傳輸。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離通信通常采用的是頻帶傳輸。基帶信號與頻帶信號的轉(zhuǎn)換是由調(diào)制解調(diào)技術(shù)完成?，F(xiàn)代通信過程中的電信號可以分為兩大類：模擬信號（如普通機(jī)輸出的語音信號）和數(shù)字信號（如電傳機(jī)、發(fā)報機(jī)輸出的信號），以數(shù)字信號（由二進(jìn)制“0”和“1”組成的數(shù)字碼流）攜帶并傳輸信息的通信方式就是數(shù)字通信（DigitalCommunication）。1．1.數(shù)字通信的基帶與頻帶傳輸技術(shù)數(shù)字通信涉與的技術(shù)比較多，主要包括信源編碼、信道編碼（也稱差錯控制編碼）、編碼、數(shù)字調(diào)制、定時與同步問題等等，不同的通信方式需要解決不同的問題。1.1．1數(shù)字通信基帶傳輸技術(shù)由消息源的消息直接經(jīng)過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成的由“0”和“1”組成的脈沖信號，未被高頻振蕩器調(diào)制，其頻譜常含有直流分量或極低頻率的成分，稱之為基帶信號（BasebandSignal）。在某些有線信道中，特別是傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，由于傳送信號信道的帶寬與基帶信號的頻帶寬度相當(dāng)，數(shù)字基帶信號可以通過雙絞線或電纜直接傳送，而無須由高頻信號調(diào)制。這種不使用調(diào)制和解調(diào)裝置而直接傳送基帶信號的系統(tǒng)稱之為數(shù)字信號基帶傳輸系統(tǒng)[4]。數(shù)字通信基帶傳輸過程不需要調(diào)制，但需要對基帶信號進(jìn)行碼型變換和波形形成（虛線框部分）。不同的碼型具有不同的頻域特性，經(jīng)發(fā)送濾波器變換成適合信道傳輸?shù)牟ㄐ危邮諡V波器主要用于濾除帶外噪聲并對已接收的波形均衡，以便通過抽樣判決器正確判斷。再生判決器用來對判決器的輸出信號進(jìn)行再生，以獲得與輸入碼型相應(yīng)的原脈沖序列。目前，基帶傳輸主要應(yīng)用于計算機(jī)局域網(wǎng)、線、石油測井的井下儀到地面設(shè)備的電纜傳輸線等。1.1.2數(shù)字通信頻帶傳輸技術(shù)在遠(yuǎn)距離的情況下，特別是在無線或光纖信道上傳輸時，因為信道都是帶限信道或帶通信道，含有豐富低頻成分的數(shù)字基帶信號無法直接傳輸，必須經(jīng)過調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，使其成為數(shù)字頻帶（載波）信號后再進(jìn)行傳輸，在接收端通過相應(yīng)解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，將其還原成數(shù)字基帶信號，數(shù)字調(diào)制與解調(diào)的過程統(tǒng)稱為數(shù)字調(diào)制，此傳輸系統(tǒng)則為數(shù)字信號頻帶傳輸系統(tǒng)（或數(shù)字信號載波傳輸系統(tǒng)）。從實際的應(yīng)用上來看，頻帶傳輸技術(shù)比基帶傳輸技術(shù)要更加廣泛。但是，基帶傳輸也是一種重要的傳輸方式，對其研究仍然十分重要，它與頻帶傳輸之間有著緊密的聯(lián)系。甚至從廣義上的角度來看，如果把調(diào)制和調(diào)解過程看做廣義信道一部分的話，頻帶傳輸也可以歸于基帶傳輸系統(tǒng)。1.2數(shù)字通信傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢1.2.1數(shù)字通信傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀目前，數(shù)字通信技術(shù)主要應(yīng)用在移動通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、微電子技術(shù)和微波中繼通信等領(lǐng)域。（1）．移動通信數(shù)字移動通信是在上個世紀(jì)80年代中期開始出現(xiàn)并投入應(yīng)用，如歐洲的GSM和北美的D-AMPS數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)系；隨后發(fā)展到第三代寬帶碼分多址數(shù)字移動通信技術(shù)，也就是2000年正式推出的IMT-2000（國際移動通信系統(tǒng)）；目前已有一批智能業(yè)務(wù)，使用最廣泛的如被叫集中付費(fèi)、轉(zhuǎn)移呼叫、卡、語音信箱等業(yè)務(wù)。近年，個人移動通信的2G網(wǎng)絡(luò)一直占據(jù)統(tǒng)治地位，但隨著多媒體消息（MMS）業(yè)務(wù)的發(fā)展需要催生了頻帶利用率更高的3G技術(shù)并已得到廣泛應(yīng)用。（2）．衛(wèi)星通信1982年國際海事通信組織利用4顆地球同步軌道衛(wèi)星組成了覆蓋全球的INMARSAT移動通信系統(tǒng)；2000年前又開通了中、低軌道的衛(wèi)星系統(tǒng)，包括美國的“銥”和“全球星”系統(tǒng)、國際海事通信組織的ICO系統(tǒng)；2001年美國發(fā)射了XM數(shù)字音頻廣播衛(wèi)星；而在我國，2000年時“廣播電視直播衛(wèi)星系統(tǒng)”就作為12項重點高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目被列入國家“十五”計劃以與《廣播影視科技“十五”計劃和2010年遠(yuǎn)景規(guī)劃》。目前我國衛(wèi)星接收機(jī)的年產(chǎn)量為1100萬臺，其中800萬臺出口。（3）．光纖通信1970年開始出現(xiàn)的光纖技術(shù)，其發(fā)展一直是以數(shù)字通信的發(fā)展為基礎(chǔ)，其傳輸速率高，傳輸距離長，特別適合于高速數(shù)據(jù)傳輸。目前光纖信道傳輸能力可以達(dá)到每秒千兆比特的數(shù)量級甚至更高。（4）．微電子技術(shù)自從1948年出現(xiàn)第一個晶體管以來，微電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，高度的電子器件和寬帶傳輸通告，可以傳輸更高速率的多路復(fù)用數(shù)字信號，構(gòu)成了數(shù)字通信的基礎(chǔ)技術(shù)。目前應(yīng)用較多的是計算機(jī)芯片技術(shù)，向著超大規(guī)模集成電路（VLSL），集成化程度越來越高。（5）．微波中繼通信數(shù)字微波采用正交調(diào)幅（QAM）或移相鍵送（PSK）等調(diào)幅方式，傳送語音、數(shù)據(jù)或是影像等數(shù)字信號。與類此微波比較起來，數(shù)字微波具有較佳的通信品質(zhì),而且在長距離的傳送過程中比較不會有雜音累積。隨著數(shù)字通信的發(fā)展，數(shù)字微波已成為微波中繼通信的主要發(fā)展方向。1.2.2數(shù)字通信傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢數(shù)字通信技術(shù)每時每刻都在飛速發(fā)展中，其發(fā)展趨勢主要有如下方面：（1）．傳輸速率更高、容量更大、距離更長波分復(fù)用技術(shù)已進(jìn)入實用階段，相對于光通信、光孤子通信已取得重大進(jìn)展。光纖傳輸速率越來越高，波長從1.3μm發(fā)展到1.55μm并已大量采用。無線傳輸包括微波接力和衛(wèi)星通信已由4GHz/6GHz的C頻段發(fā)展到11GHz/14GHz的Ku頻段，并在向20GHz/30GHz的Ku頻段甚至更高發(fā)展，這樣不但擴(kuò)充了可用頻段，而且大增加了容量。光放大代替光電轉(zhuǎn)換中繼器可使無中繼距離延長到幾百甚至上千公里。傳輸復(fù)用采用同步數(shù)字系列（SDH），使各國復(fù)用系列得到了統(tǒng)一，上下電路更為靈活。同時采用數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）使傳輸網(wǎng)上具有電路群交換功能，大大便利了組網(wǎng)，并提高了網(wǎng)的效率和可靠性。（2）．向著小型化、綜合化、智能化方向迅速發(fā)展隨著人的流動性增加，個人移動通信技術(shù)使用越來越廣泛，發(fā)展也非?？?，從無繩、尋呼到蜂窩式移動。2G、3G時代也將很快過去，隨之而來將是進(jìn)入移動通信成熟期的4G時代。目前日本、國、歐盟等都早已研發(fā)4G技術(shù)，我國于2002年也開始立項進(jìn)行4G的研發(fā)，可以預(yù)見，4G時代將是21世紀(jì)整個移動通信發(fā)展的歸宿和人類信息社會繼續(xù)發(fā)展的基石。為了克服每種業(yè)務(wù)（如電報、、數(shù)據(jù)、圖像）單獨建網(wǎng)的缺陷，目前以2B+D（144kbit/s）和30B+D（1936kbit/s）為單元的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)已在使用。為了更好的滿足用戶多種業(yè)務(wù)的需要，數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)必將向綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)方向進(jìn)一步發(fā)展。隨著通信接續(xù)的自動化，隨著技術(shù)的發(fā)展通信網(wǎng)可提供更多的功能。因此把由用戶來判斷、操作的相當(dāng)部分功能交給通信網(wǎng)來進(jìn)行，從而使通信網(wǎng)具有人工智能，這是通信發(fā)展的智能化方向。目前已有一批智能業(yè)務(wù)，使用最廣泛的如被叫集中付費(fèi)、轉(zhuǎn)移呼叫、卡、語音信箱等業(yè)務(wù)，隨著需求和技術(shù)的發(fā)展，還將有更多的智能業(yè)務(wù)被開發(fā)。第二章SystemView的具體介紹2.1.SystemView基本功能SystemView是一個用于現(xiàn)代科學(xué)與科學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與仿真打動態(tài)系統(tǒng)分析平臺。從濾波器設(shè)計、信號處理、完整通信系統(tǒng)打設(shè)計與仿真，到一般系統(tǒng)數(shù)字模型建立等各個領(lǐng)域，SystemView在友好而功能齊全打窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個精密的嵌入式分析工具[7]。進(jìn)入SystemView后，屏幕上首先出現(xiàn)該工具的系統(tǒng)視窗，系統(tǒng)視窗最上邊一行為主菜單欄，包括：文件（File）、編輯（Edit）、參數(shù)優(yōu)選（Preferences）、視窗觀察（View）、便箋（NotePads）、連接（Connetions）、編譯器（Compiler）、系統(tǒng)（System）、圖符塊（Tokens）、工具（Tools）和幫助（Help）共11項功能菜單。如下圖所示:圖2.1SystemView平面圖系統(tǒng)視窗左側(cè)豎排為圖符庫選擇區(qū)。圖符塊（Token）是構(gòu)造系統(tǒng)的基本單元模塊，相當(dāng)于系統(tǒng)組成框圖中的一個子框圖，用戶在屏幕上所能看到的僅僅是代表某一數(shù)學(xué)模型的圖形標(biāo)志（圖符塊），圖符塊的傳遞特性由該圖符塊所具有的仿真數(shù)學(xué)模型決定。創(chuàng)建一個仿真系統(tǒng)的基本操作是，按照需要調(diào)出相應(yīng)的圖符塊，將圖符塊之間用帶有傳輸方向的連線連接起來。這樣一來，用戶進(jìn)行的系統(tǒng)輸入完全是圖形操作，不涉與語言編程問題，使用十分方便。進(jìn)入系統(tǒng)后，在圖符庫選擇區(qū)排列著8個圖符選擇按鈕創(chuàng)建系統(tǒng)的首要工作就是按照系統(tǒng)設(shè)計方案從圖符庫中調(diào)用圖符塊，作為仿真系統(tǒng)的基本單元模塊?？捎檬髽?biāo)左鍵雙擊圖符庫選擇區(qū)的選擇按鈕。當(dāng)需要對系統(tǒng)中各測試點或某一圖符塊輸出進(jìn)行觀察時，通常應(yīng)放置一個信宿（Sink）圖符塊，一般將其設(shè)置為“Analysis”屬性。Analysis塊相當(dāng)于示波器或頻譜儀等儀器的作用，它是最常使用的分析型圖符塊之一。在SystemView系統(tǒng)窗中完成系統(tǒng)創(chuàng)建輸入操作（包括調(diào)出圖符塊、設(shè)置參數(shù)、連線等）后，首先應(yīng)對輸入系統(tǒng)的仿真運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，因為計算機(jī)只能采用數(shù)值計算方式，起始點和終止點究竟為何值？究竟需要計算多少個離散樣值？這些信息必須告知計算機(jī)。假如被分析的信號是時間的函數(shù)，則從起始時間到終止時間的樣值數(shù)目就與系統(tǒng)的采樣率或者采樣時間間隔有關(guān)。實際上，各類系統(tǒng)或電路仿真工具幾乎都有這一關(guān)鍵的操作步驟，SystemView也不例外。如果這類參數(shù)設(shè)置不合理，仿真運(yùn)行后的結(jié)果往往不能令人滿意，甚至根本得不到預(yù)期的結(jié)果。有時，在創(chuàng)建仿真系統(tǒng)前就需要設(shè)置系統(tǒng)定時參數(shù)[7]。時域波形是最為常用的系統(tǒng)仿真分析結(jié)果表達(dá)形式。進(jìn)入分析窗后，單擊“工具欄”的繪制新圖按鈕（按鈕1），可直接順序顯示出放置信宿圖符塊的時域波形，對于碼間干擾和噪聲同時存在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，給出系統(tǒng)傳輸性能的定量分析是非常繁雜的事請，而利用“觀察眼圖”這種實驗手段可以非常方便地估計系統(tǒng)傳輸性能。實際觀察眼圖的具體實驗方法是：用示波器接在系統(tǒng)接收濾波器輸出端，調(diào)整示波器水平掃描周期Ts，使掃描周期與碼元周期Tc同步（即Ts＝nTc，n為正整數(shù)），此時示波器顯示的波形就是眼圖。由于傳輸碼序列的隨機(jī)性和示波器熒光屏的余輝作用，使若干個碼元波形相互重疊，波形酷似一個個“眼睛”，故稱為“眼圖”?！把劬Α睊甑迷酱?，表明判決的誤碼率越低，反之，誤碼率上升。SystemView具有“眼圖”這種重要的分析功能[8]。當(dāng)需要觀察信號功率譜時，可在分析窗下單擊信宿計算器圖標(biāo)按鈕，出現(xiàn)“SystemView信宿計算器”對話框，單擊分類設(shè)置開關(guān)按鈕spectrum，完成功率譜的觀察[8]。2.2使用Systemview進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟使用Systemview進(jìn)行系統(tǒng)仿真，一般要經(jīng)過以下幾個步驟：(1)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型根據(jù)系統(tǒng)的基本工作原理，確定總的系統(tǒng)功能，并將各部分功能模塊化，找出各部分的關(guān)系，畫出系統(tǒng)框圖。(2)從各種功能庫中選取、拖動可視化圖符，組建系統(tǒng)在信號源圖符庫、算子圖符庫、函數(shù)圖符庫、信號接受器圖符庫中選取滿足需要的功能模塊，將其圖符拖到設(shè)計窗口，按設(shè)計的系統(tǒng)框圖組建系統(tǒng)。(3)設(shè)置、調(diào)整參數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)模擬參數(shù)設(shè)置包括運(yùn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置(系統(tǒng)模擬時間，采樣速率等)和功能模塊運(yùn)行參數(shù)(正弦信號源的頻率、幅度、初相，低通濾波器的截止頻率、通帶增益、阻帶衰減等)。(4)設(shè)置觀察窗口，分析模擬數(shù)據(jù)和波形在系統(tǒng)的關(guān)鍵點處設(shè)置觀察窗口，用于檢查、監(jiān)測模擬系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便與時調(diào)整參數(shù)，分析結(jié)果[7]。2.3SystemView發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀SystemView是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用功能模塊(Token)去描述程序，無需與復(fù)雜的程序語言打交道，不用寫一句代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計與仿真，快速地建立和修改系統(tǒng)、訪問與調(diào)整參數(shù)，方便地加入注釋?；赑C機(jī)Windows平臺的SystemView動態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是一個已開始流行的、優(yōu)秀的EDA軟件，它通過方便、直觀、形象的過程構(gòu)建系統(tǒng)，提供豐富的部件資源，強(qiáng)大的分析功能和可視化開放的體系結(jié)構(gòu)，已逐漸被電子工程師、系統(tǒng)開發(fā)/設(shè)計人員所認(rèn)可,并作為各種通信、控制與其它系統(tǒng)的分析、設(shè)計和仿真平臺以與通信系統(tǒng)綜合實驗平臺。現(xiàn)代通信過程中的電信號可以分為兩大類:模擬信號(如普通機(jī)輸出的語音信號)和數(shù)字信號(如電傳機(jī)、發(fā)報機(jī)輸出的信號),以數(shù)字信號(由二進(jìn)制“0”和“1”組成的數(shù)字碼流)攜帶并傳輸信息的通信方式就是數(shù)字通信。數(shù)字通信的基帶與頻帶傳輸技術(shù)數(shù)字通信涉與的技術(shù)比較多,主要包括信源編碼、信道編碼(也稱差錯控制編碼)、編碼、數(shù)字調(diào)制、定時與同步問題等等,不同的通信方式需要解決不同的問題。目前主要應(yīng)用在移動通信、衛(wèi)星通信、微電子技術(shù)、微波中繼通信等領(lǐng)域。未來發(fā)展趨勢：傳輸速率更高，容量變大，距離變長，想著小型化，綜合化，智能化發(fā)展。隨著人類流動性的加快個人移動通信技術(shù)發(fā)展腳步越來越快。將會有更多的業(yè)務(wù)等待區(qū)開拓。第三章設(shè)計原理3.1．頻帶傳輸系統(tǒng)工作原理數(shù)字信號的傳輸方式為基帶傳輸和帶通傳輸。如果要是使信號在帶通信道中傳輸，那么就必須通過數(shù)字基帶信號對載波進(jìn)行調(diào)制，從而讓信號與信道特性相匹配。在這個過程中就要用到數(shù)字調(diào)制[5]。在通信系統(tǒng)中，利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關(guān)鍵控載波，來實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，這種方法通常稱為鍵控法，主要對載波的振幅，頻率，和相位進(jìn)行鍵控。鍵控主要分為：振幅鍵控，頻移鍵控，相移鍵控三種基本的數(shù)字調(diào)制方式[1]。ASK基本原理振幅鍵控（也稱幅移鍵控），記做ASK,或稱其為開關(guān)鍵控（通斷鍵控），記做OOK。二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控通常記做2ASK。振幅鍵控是利用載波的幅度變化來傳遞數(shù)字信息，其頻率和初始相位保持不變。當(dāng)數(shù)字信號為二進(jìn)制時，則為二進(jìn)制振幅鍵控。二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控是一種古老的調(diào)制方式,與是各種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。對于振幅鍵控這樣的線性調(diào)制來說，在二進(jìn)制里，2ASK是利用代表數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波，使載波時斷時續(xù)的輸出，有載波輸出時表示發(fā)送“1”，無載波輸出時表示發(fā)送“0”。根據(jù)線性調(diào)制的原理，一個二進(jìn)制的振幅調(diào)制信號可以表示完成一個單極性矩形脈沖序列與一個正弦型載波的乘積。2ASK信號可表示為：\o"image:bk063763w-1.png"(3-1-1)式中,為載波角頻率，s(t)為單極性NRZ矩形脈沖序列(3-1-2)其中，g(t)是持續(xù)時間為、高度為1的矩形脈沖，常稱為門函數(shù)；為二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控信號可以表示成一個單極性矩形脈沖序列與一個正弦型載波的相乘其實現(xiàn)的方法有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控法。原理框圖如圖：圖3.1模擬調(diào)制法和鍵控法原理框圖載波的幅度隨數(shù)字基帶信號而變化?；鶐盘栃纬善靼褦?shù)字序列轉(zhuǎn)成為所需要的單極性基帶矩形脈沖序列s(t)與載波相乘后即把s(t)的頻譜搬移到附近，實現(xiàn)了2ASK。帶通濾波器濾出所需要的已調(diào)信號，防止帶外輻射影響鄰臺。相干或非相干解調(diào)原理：2ASK信號也有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)和相干解調(diào)。在這里我們使用是相干解調(diào)，解調(diào)過程與調(diào)制過程相反，如圖：圖3.2解調(diào)原理框圖如圖示可知：帶通濾波器恰好使2ASK信號完整地通過，經(jīng)包絡(luò)檢測后，輸出其包絡(luò)。低通濾波器的作用是濾除高頻雜波，使基帶包絡(luò)信號通過。抽樣判決器包括抽樣、判決與碼元形成，有時又稱譯碼器。不計噪聲影響時，帶通濾波器輸出為2ASK信號，經(jīng)過抽樣、判決后將碼元再生，即可恢復(fù)出數(shù)字序列。3.1.22FSK基本原理頻移鍵控是利用載波的頻率來傳遞數(shù)字信號，在2FSK中，載波的頻率隨著二進(jìn)制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化。2FSK信號的產(chǎn)生方法主要有兩種。一種可以采用模擬電咱來實現(xiàn)；另一種可以采用鍵控法來實現(xiàn)，即在二進(jìn)制基帶矩形脈沖序列的控制下通過開關(guān)對兩個不同的獨立源進(jìn)行先通，使其在每一個碼元期間輸出f1和f2兩個載波之一。這兩種方法產(chǎn)生2FSK信號的差異在于：由調(diào)頻法產(chǎn)生的2FSK信呈在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)變化的，而鍵控法產(chǎn)生的2FSK信號，是郵電子開關(guān)在兩個獨立的頻率源之間轉(zhuǎn)換形成，故相鄰碼元之間的相位不一不定期連續(xù)。頻移鍵控是利用載波的頻移變化來傳遞數(shù)字信息的。在2FSK中，載波的頻率隨基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化[6]。故其表達(dá)式為：(3-1-4)典型波形如下圖所示。由圖可見。2FSK信號可以看作兩個不同載頻的ASK信號的疊加。因此2FSK信號的時域表達(dá)式又可以寫成：(3-1-5)原理圖如下：圖3.32fsk時域表達(dá)式原理圖2FSK信號的解調(diào)—相干解調(diào)：圖3.42fsk相干解調(diào)表達(dá)式這種方法所產(chǎn)生的信號，也就是利用矩形脈沖序列控制的開關(guān)對不同的頻率源進(jìn)行選通。頻移鍵控FSK是用數(shù)字基帶信號去調(diào)制載波的頻率。因為數(shù)字信號的電平是離散的，所以載波頻率的變化也是離散的[3][4]。3.1.32PSK的基本原理2PSK是二進(jìn)制相移鍵控方式，是鍵控的載波相位按基帶脈沖序列的規(guī)律而改變的一種數(shù)字調(diào)制方式。就是根據(jù)數(shù)字基帶信號的兩個電平(或符號)使載波相位在兩個不同的數(shù)值之間切換的一種相位調(diào)制方法。兩個載波相位通常相差180度，二進(jìn)制相移鍵控中，載波的振幅和頻率都是不變的，通常通過基帶脈沖的變化決定載波的相位，從而取相應(yīng)的離散值。這種通過載波的不同相位來直接表示相應(yīng)的數(shù)字信息的相位鍵控通常被稱為絕對移相方式，此時也稱為反向鍵控(PSK)[6],（1）2PSK信號的產(chǎn)生2PSK的產(chǎn)生：模擬法和數(shù)字鍵控法，就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號的方法比較，只是對s(t)要求不同，因此2PSK信號可以看作是雙極性基帶信號作用下的DSB調(diào)幅信號。而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號均可。2PSK信號與2ASK信號的時域表達(dá)式在形式上是完全一樣的，所不同的只是兩者基帶信號s(t)的構(gòu)成，一個由雙極性NRZ碼組成，另一個由單極性NRZ碼組成。因此，求2PSK信號的功率譜密度時，也可采用與求2ASK信號功率譜密度一樣的方法。（2）2PSK信號的功率譜分析2PSK信號的功率譜：（1）當(dāng)雙極性基帶信號以相等的概率（p=1/2）出現(xiàn)時，2PSK信號的功率譜僅由連續(xù)譜組成。而一般情況下，2PSK信號的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。其中，連續(xù)譜取決于基帶信號經(jīng)線性調(diào)制后的雙邊帶譜，而離散譜則由載波分量確定（2）2PSK的連續(xù)譜部分與2ASK信號的連續(xù)譜基本一樣因此，2PSK信號的帶寬、頻帶利用率也與2ASK信號的一樣

(3-1-6)其中，數(shù)字基帶信號帶寬。這就表明，在數(shù)字調(diào)制中，2PSK的頻譜特性與2ASK相似。相位調(diào)制和頻率調(diào)制一樣，本質(zhì)上是一種非線性調(diào)制，但在數(shù)字調(diào)相中，由于表征信息的相位變化只有有限的離散取值，因此，可以把相位變化歸結(jié)為幅度變化。這樣一來，數(shù)字調(diào)一樣線性調(diào)制的數(shù)字調(diào)幅就聯(lián)系起來了，為此可以把數(shù)字調(diào)相信號當(dāng)作線性調(diào)制信號來處理了。原理圖如下：圖3.52psk原理圖2PSK的解調(diào)：2PSK，只用相干解調(diào)的方法來回復(fù)原始信號，可以用各種鑒相器來完成。如下圖視。它是直接比較前后碼的相位差，碼變換作用同時完成，不需碼變換器，無須相干載波，他適用但需一延遲電路來精確延遲一個碼元間隔。這當(dāng)然也增加設(shè)備復(fù)雜度。原理框圖：圖3.6解調(diào)原理圖3.2.基帶傳輸?shù)幕驹?.2.1基帶傳輸系統(tǒng)的組成主要由碼波形變換器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器和取樣判決器等5個功能電路組成。基帶傳輸系統(tǒng)的組成框圖如圖：圖3.7基帶系統(tǒng)組成圖此系統(tǒng)并不是無碼間干擾設(shè)計的，一般采用高斯濾波器來作為形成濾波器，這樣能使基帶信號能量更為集中。其原理輸出圖如下：PN碼PN碼發(fā)生器低通高斯噪聲源加性高斯低通型信道＋形成濾波器接收判決圖3.8原理輸出圖基帶傳輸系統(tǒng)的輸入信號是由終端設(shè)備編碼器產(chǎn)生的脈沖序列，為了使這種脈沖序列適合于信道的傳輸，一般要經(jīng)過碼型變換器，碼型變換器把二進(jìn)制脈沖序列變?yōu)殡p極性碼（AMI碼或HDB3碼），有時還要進(jìn)行波形變換，使信號在基帶傳輸系統(tǒng)減小碼間干擾。當(dāng)信號經(jīng)過信道時，由于信道特性不理想與噪聲的干擾，使信號受到干擾而變形。在接收端為了減小噪聲的影響，首先使信號進(jìn)入接收濾波器，然后再經(jīng)過均衡器，校正由于信道特性（包括接收濾波器在）不理想而產(chǎn)生的波形失真或碼間串?dāng)_。最后在取樣定時脈沖到來時，進(jìn)行判決以恢復(fù)基帶數(shù)字碼脈沖。數(shù)字基帶信號，即基頻、取值離散的信號，含有大量的低頻分量和直流分量。如計算機(jī)，電轉(zhuǎn)機(jī)等數(shù)據(jù)終端信號，或者是模擬信號經(jīng)數(shù)字化處理的PCM信號。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)：不是用載波調(diào)制的解調(diào)裝置，而直接傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)。3.2.2數(shù)字基帶信號傳輸碼型的要求1、有利于提高系統(tǒng)的頻帶利用率。2、基帶信號應(yīng)不含直流分量，同時低頻分量要盡量少，因為由于變壓器的接入，使信道具有低頻截止特性。3、考慮到碼型頻譜中高頻分量的影響電纜中線對間由于電磁輻射而引起的串話隨頻率升高而加劇，會限制信號的傳輸距離或傳輸容量。4、基帶信號應(yīng)具有足夠大的定時信號供提取。5、基帶信號的傳輸碼型應(yīng)具有誤碼檢測能力。6、碼型變換設(shè)備簡單，容易實現(xiàn)。3.2.3常用的基帶傳輸碼型常見的傳輸碼型有NRZ碼、RZ碼、AMI碼、HDB3碼與CMI碼，其中最適合基帶傳輸?shù)拇a型是HDB3碼。另外，AMI碼也是CCITT建議采用的基帶傳輸碼型，但其缺點是當(dāng)長連"0"過多時對定時信號提取不利。CMI碼一般作為四次群的接口碼型。3.2.4數(shù)字信號傳輸?shù)幕緶?zhǔn)則奈奎斯特第一準(zhǔn)則如何才能保證信號在傳輸時不出現(xiàn)或少出現(xiàn)碼間干擾，這是關(guān)系到信號可靠傳輸?shù)囊粋€關(guān)鍵問題。奈奎斯特對此進(jìn)行了研究，提出了不出現(xiàn)碼間干擾的條件：當(dāng)碼元間隔T的數(shù)字信號在某一理想低通信道中傳輸時，若信號的傳輸速率位Rb=2fc（fc為理想低通截止頻率），各碼元的間隔T=1/2fc，則此時在碼元響應(yīng)的最大值處將不產(chǎn)生碼間干擾，且信道的頻帶利用率達(dá)到極限，為2(b/s)·Hz。上述條件是傳輸數(shù)字信號的一個重要準(zhǔn)則，通常稱為奈奎斯特第一準(zhǔn)則[2]。即傳輸數(shù)字信號所要求的信道帶寬應(yīng)是該信號傳輸速率的一半BW=fc=Rb/2=1/2T（3-2-4-1）當(dāng)滿足這一條件時，其它碼元的拖尾振幅在對應(yīng)于某一碼元響應(yīng)的最大值處剛好為零。3．2.4.2滾降低通幅頻特性實際傳輸中，不可能有絕對理想的基帶傳輸系統(tǒng)，這樣一來，不得不降低頻帶利用率，采用具有奇對稱滾降特性的低通濾波器作為傳輸網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)推導(dǎo)得出結(jié)論：只要滾降低通的幅頻特性以點C(fc,1/2)呈奇對稱滾降，則可滿足無碼間干擾的條件（此時仍需滿足傳輸速率=2fc）。滾降系數(shù)：a=[(fc+fa)-fc]/fc(3-2-4-2)用滾降低通作為傳輸網(wǎng)絡(luò)時，實際占用的頻帶展寬了，則傳輸效率有所下降，當(dāng)a=100%時，傳輸效率即頻帶利用率只有1(b/s)·Hz，比理想低通小了一半。眼圖對于碼間干擾和噪聲同時存在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，給出系統(tǒng)傳輸性能的定量分析是非常繁雜的事請，而利用“觀察眼圖”這種實驗手段可以非常方便地估計系統(tǒng)傳輸性能。實際觀察眼圖的具體實驗方法是：用示波器接在系統(tǒng)接收濾波器輸出端，調(diào)整示波器水平掃描周期Ts，使掃描周期與碼元周期Tc同步（即Ts＝nTc，n為正整數(shù)），此時示波器顯示的波形就是眼圖。由于傳輸碼序列的隨機(jī)性和示波器熒光屏的余輝作用，使若干個碼元波形相互重疊，波形酷似一個個“眼睛”，故稱為“眼圖”。“眼睛”掙得越大，表明判決的誤碼率越低，反之，誤碼率上升。SystemView具有“眼圖”這種重要的分析功能，眼圖能直觀地表明數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)碼間干擾和噪聲的影響，能評價一個基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣[9]。第四章設(shè)計過程與結(jié)果分析4.1.頻帶的仿真過程二進(jìn)制振幅鍵控信號有兩種基本解調(diào)方法：相干解調(diào)和非相干解調(diào)，即包絡(luò)檢波和同步檢測。非相干解調(diào)系統(tǒng)設(shè)備簡單，但信噪比小市，相干解調(diào)系統(tǒng)的性能優(yōu)于相干解調(diào)系統(tǒng)。通過的2ASK,2FSK,2PSK在SystemView上實現(xiàn)后，分別分析運(yùn)行后產(chǎn)生的結(jié)果。4.1.12ASK2ASK的實現(xiàn)2ASK仿真設(shè)計圖如下：圖4.12ASK仿真設(shè)計圖參數(shù)設(shè)置：載波信號：Amplitude=1vFrequency=100HzPhase=0deg基帶信號：Amplitude=1vOffset=0vFrequency=20HzPhase=0degPulseWidth=0.03sec系統(tǒng)時間指定：No.ofSample=5000SampleRate=49800Hz：正弦波：觀察窗口：PN碼元：乘法器：觀察窗口：觀察窗口分別對正弦波，PN碼元輸出，時間系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后得到相關(guān)波形圖如下：圖4.2波形圖基帶信號如下:圖4.3基帶信號圖已調(diào)信號如下：圖4.4已調(diào)信號圖2ASK解調(diào)系統(tǒng)在SystemView仿真設(shè)計圖如下:圖4.52ASK解調(diào)仿真設(shè)計圖參數(shù)設(shè)置：載波信號：Amplitude=1vFrequency=100HzPhase=0deg基帶信號：Amplitude=1vOffset=0vFrequency=20HzPhase=0degPulseWidth=0.03sec：信號源：Analog模擬濾波器：觀察窗口：觀察窗口：乘法器：觀察窗口：信號源：信號源在SystemView上進(jìn)行正弦波0、8，PN碼元，濾波器，時間系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后得到相關(guān)波形圖如下：經(jīng)過仿真原始波形如下：圖4.62ASK原始波形圖2ASK解調(diào)后的信號如下：圖4.7解調(diào)后信號圖已調(diào)信號：圖4.8已調(diào)信號圖分析：在設(shè)計中，調(diào)制信號的圖形與解調(diào)后的信號圖形基本一致，但是在每段的起始階段，可能因為信號不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生微小的波動。這其中主要原因是濾波器濾波誤差。相干解調(diào)需要插入相干載波，而非相干解調(diào)不需要載波，因此包絡(luò)檢波時設(shè)備較簡單。對于2ASK系統(tǒng)，大信噪比條件下使用包絡(luò)檢波，而小信噪比條件下使用相干解調(diào)。4.1.22FSK4．1.2.12FSK的實現(xiàn)本實驗中，通過健控法產(chǎn)生2FSK的調(diào)制信號用systemview仿真如下：圖4.92FSK仿真設(shè)計圖參數(shù)設(shè)置：載波信號：Amplitude=1vFrequency=100HzPhase=0deg另一個載波信號：Amplitude=1vFrequency=40HzPhase=0deg基帶信號：Amplitude=1vOffset=0vFrequency=10HzPhase=0degPulseWidth=0.05sec反相器：Threshold=0.5v：門電路與緩：乘法器：乘法器：信號源：觀察窗口：加法器：觀察窗口：觀察窗口：信號源：觀察窗口：信號源在SystemView上對正弦波3，串脈沖9，正弦波11，時間系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置后,得到點擊OK，得到仿真圖如下基帶信號：圖4.102FSK基帶信號圖基帶信號相反過后仿真圖：圖4.112FSK相反過后信號圖已經(jīng)調(diào)好的一部分：圖4.122FSK已調(diào)信號圖1已調(diào)信號另一部分：圖4.132FSK已調(diào)信號圖2已調(diào)信號：圖4.142FSK已調(diào)信號圖2FSK解調(diào)—非相干解調(diào)過程當(dāng)號的調(diào)制與相干解調(diào)過程中一樣，不同之處在于本過程的解調(diào)過程采用的是非相干解調(diào)過程用SystemView仿真如下：圖4.152FSK解調(diào)非相干解調(diào)仿真設(shè)計圖參數(shù)設(shè)置：載波信號：Amplitude=1vFrequency=500HzPhase=0deg另一個載波信號：Amplitude=1vFrequency=1000HzPhase=0deg基帶信號：Amplitude=1vOffset=0vFrequency=50HzPhase=0degPulseWidth=0.05sec模擬低通濾波器：Lowcuttoff=225HzNo.OfPoles=7：信號源：非線性函數(shù)：非線性函數(shù)門電路與緩存：乘法器：乘法器：信號源：信號源：加法器：觀察窗口：乘法器：乘法器：信號源：信號源：觀察窗口：觀察窗口在SystemView上對0、6、7、16、17，時間系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置后得到相關(guān)波形圖如下：原始信號：圖4.162FSK解調(diào)非相干解調(diào)仿真設(shè)計圖調(diào)節(jié)信號：圖4.172FSK解調(diào)非相干解調(diào)調(diào)節(jié)信號圖調(diào)制后的信號：圖4.18解調(diào)非相干解調(diào)調(diào)制后信號圖結(jié)果分析：輸入為調(diào)制信號，輸出為解調(diào)后信號，兩信號基本一致，在解調(diào)信號過程中，起始點總是會有波動，這都由于濾波器濾波誤差所造引起的，但是這不不會影響仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)載波頻率相當(dāng)大時，已調(diào)信號的波形觀察不是很清楚，相比低頻處理來說，低頻處理顯得更清楚，直觀。相干解調(diào)需要插入兩個相干載波，而非相干解調(diào)不需要載波，因此包絡(luò)檢波時設(shè)備較簡單。2FSK系統(tǒng)，當(dāng)在大信噪比條件下我們通常使用包絡(luò)檢波，然而在小信噪比條件下，我們更多的使用的是相干解調(diào)。4.1.32PSK.2PSK的實現(xiàn)用SystemView仿真如下：圖4.192PSK仿真設(shè)計圖參數(shù)設(shè)置：載波信號：Amplitude=1vFrequency=100HzPhase=0deg基帶信號：Amplitude=1vOffset=0vRate=100HzPhase=0deg系統(tǒng)時間指定：No.ofSample=5000SampleRate=49800Hz：信號源：觀察窗口：乘法器：觀察窗口：信號源：觀察窗口在SystemView上對0、4，時間系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后得到仿真結(jié)果如下： 載波信號：圖4.202PSK載波信號圖基帶信號：圖4.212PSK基帶信號圖分析：2PSK信號與2ASK信號的時域表達(dá)式在形式上是完全一樣的，所不同的只是兩者基帶信號的構(gòu)成，一個由雙極性NRZ碼組成，另一個由單極性NRZ碼組成。已調(diào)信號：圖4.222PSK已調(diào)信號圖4.1..3.22PSK的解調(diào)用SystemView仿真設(shè)計圖如下：圖4.232PSK解調(diào)仿真設(shè)計圖載波信號：Amplitude=1vFrequency=100HzPhase=0deg基帶信號：Amplitude=1vOffset=0vRate=30HzPhase=0deg模擬低通濾波器：Lowcuttoff=225HzNo.OfPoles=3：信號源：信號源：乘法器：觀察窗：加法器：乘法器：濾波器：觀察窗：信號源：觀察窗口分析：2PSK信號相干解調(diào)的過程實際上是輸入已調(diào)信號與本地載波信號進(jìn)行極性比較的過程，故常稱為極性比較法解調(diào)。由于2PSK信號實際上是以一個固定初相的末調(diào)載波為參考的，因此，解調(diào)時必須有與此同頻同相的同步載波。如果同步載波的相位發(fā)生變化，如0相位變?yōu)棣邢辔换颚邢辔蛔優(yōu)?相位，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會發(fā)生“0”變“1”或“1”變“0”，從而造成錯誤的恢復(fù)。這種因為本地參考載波倒相，而在接收端發(fā)生錯誤恢復(fù)的現(xiàn)象稱為“倒π”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。絕對移相的主要缺點是容易產(chǎn)生相位模糊，造成反向工作。這也是它實際應(yīng)用較少的主要原因。在SystemView上對1、0、8、9，時間系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，點擊OK得到仿真結(jié)果如下：調(diào)制信號：圖4.242PSK解調(diào)調(diào)制信號圖解調(diào)后的調(diào)制信號：圖4.252PSK解調(diào)調(diào)制后信號圖已調(diào)信號：圖4.262PSK解調(diào)已調(diào)信號圖結(jié)果分析：調(diào)制信號與解調(diào)信號的波形整體一致，但是每段的起點處存在一定的波動誤差，造成的主要原因是調(diào)制系統(tǒng)的誤差。仿真結(jié)果準(zhǔn)確。同樣已調(diào)信號不是很清楚，因為載波頻率太高的緣故。相干解調(diào)錯一位，碼變換錯兩位；相干解調(diào)錯連續(xù)兩位，碼變換也錯兩位；相干解調(diào)錯連續(xù)n位，碼變換也錯兩位。4.2基帶傳輸仿真實現(xiàn)過程在SyetemView仿真如下：圖4.27基帶傳輸仿真設(shè)計圖參數(shù)設(shè)置：0：Amplitude=1vFrequency=100HzPhase=0deg1:pulseShapeGaussin,Timeoffset-0sesPulsewidth=0.01sec3:StdDev=0.3vStdDve=0.3vMean=0v5:linearSys.FC=200V6.Rate=10e+37:Hold,Gain=1OutRate=10e+3.8:comparison“>=”系統(tǒng)時間指定：No.ofSample=5000SampleRate=10e+3HzStarttime=0.stoptime=500e-3：信號源：處理器：加法器：信號源：濾波器：采樣保持器：采樣保持器：邏輯運(yùn)算：觀察窗口：觀察窗口：觀察窗口：觀察窗口：觀察窗口在SystemView上對0、1、3、5、16，時間系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置點擊OK，運(yùn)行后輸出波形如下：代表信源的PN碼輸出波形如下：圖4.28PN碼輸出波形圖經(jīng)高斯脈沖形成濾波器后的碼序列波形：圖4.29經(jīng)高斯脈沖形成濾波器后的碼序列波形圖信道輸出的接收波形如下：圖4.30信道輸出接受波形圖1圖4.31信道輸出接受波形圖2判決比較輸出波形如下：圖4.32判決比較輸出波形圖觀察信源PN碼和波形形成輸出的功率譜。通過兩個信號的功率譜可以看出，波形形成后的信號功率譜主要集中在低頻端，能量相對集中，而PN碼的功率譜主瓣外的分量較大。在分析窗下，單擊信宿計算器按鈕，在出現(xiàn)的“SystemSinkCalculator”對話框中單擊Spectrum按鈕，分別得到Sink9和Sink10的功率譜窗口（w4:和w5）后，可將這兩個功率譜合成在同一個窗口中進(jìn)行對比，具體操作為：在“SystemSinkCalculator”對話框中單擊Operators按鈕和OverlayPlots按鈕，在右側(cè)窗口壓住左鍵選中“w4：PowerSpectrumofSink9”和“w5：PowerSpectrumofSink10”信息條，使之變成反白顯示，最后單擊OK按鈕即可顯示出對比功率譜，如以下：輸入和輸出頻譜密度對比圖如下：圖4.33輸出輸入頻譜密度對比圖1圖4.34輸出輸入頻譜密度對比圖2觀察信道輸入和輸出信號眼圖。眼圖是衡量基帶傳輸系統(tǒng)性能的重要實驗手段。當(dāng)屏幕上出現(xiàn)波形顯示活動窗口（w1:Sink10和w2:Sink11）后，單擊“SystemSinkCalculator”對話框中的Style和TimeSlice按鈕，設(shè)置好“StartTime[sec]”和“Length[sec]”欄參數(shù)后單擊該對話框的OK按鈕即可，兩個眼圖如圖所示所得到得眼圖如下：圖4.35眼圖1圖4.36眼圖2根據(jù)以上圖片，我得出結(jié)論：如果信道中加入了很大的噪聲干擾，那么眼圖就會越不清晰，和方差小的噪聲比較起來，可以看出，如果噪聲越大，那么線條就會越粗越模糊。并且，原始基帶信號會與抽樣后的輸出碼元波形有延時，引起的原因是抽樣判決器。要避免這個問題，就要求抽樣速率變得更大。4.3系統(tǒng)中存在的不足在2PSK、2DPSK信號系統(tǒng)仿真中雖然基本完成實驗仿真，且從理論上說還是存在不足之處，比如2ASK系統(tǒng)的輸入信號和解調(diào)輸出圖型存在延時問題，不便于分析，所以有待一種更完美機(jī)制的實現(xiàn)。第五章總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計歷時14周，在這其中我遇到了很多很多的困難，特別是