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1、通信原理实验指导书信息学院通信教研部目 录实验、2PSK传输系统设计与仿真一、 实验目的1. 在前面2PSK调制系统设计与仿真实验的基础上，通过本实验建立起BPSK 传输系统的概念，深入理解、掌握二进制相移键控技术（2PSK）的调制/解调原理及在通信传输系统中的应用。2. 掌握（2PSK）调制/解调系统模型的构建技术。3. 掌握（2PSK）调制/解调的设计与实现方法。4. 深入理解、分析、掌握二进制相移键控（2PSK）调制/解调系统各模块间参数的设置及相互间的关联与影响。5. 能够按不同用户的技术指标需求，进行（2PSK）调制/解调系统的设计。6. 掌握（2PSK）调制/解调系统的测试方法 。
2、7. 掌握对（2PSK）调制/解调系统的相关参数、信号波形及频谱进行分析的方法。8. 对比原始发送数据信号经调制/与解调系统传输后，还原的数据信号是否与原始发送数据信号一致 。二、 实验仪器（软/硬件环境及所需元器件模块）1. PC机一台 2. 安捷伦科技EESof软件ADS：Advanced Design System 2005A3. 计算机操作系统：Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8 等4. 元器件模块：（1） Sinusoid正弦波信号发生器（Sinusoid signal generator）；（2） Data数字序列信号发生器（Da
3、ta generator）；（3） 信号类型转换器（Signal Converters）：TimedToFloat信号类型转换器、FloatToTimed信号类型转换器；（4） TimedSink信号接收器（Timed Data Collector）；（5） SpectrumAnalyzer频谱分析仪（Spectrum analyzer）；（6） DF数据流控制器(Data Flow Controller)；（7） Mpy2乘法器（2-Input Multiplier）；（8） VAR变量和方程式模块(器件)（ Variables and Equations Component）。（9） 时钟
4、源Clock，（10） 抽样保持器SampleAndHold，（11） 带通滤波器BPF_RaisedCosineTimed，（12） 低通滤波器为LPF_RaisedCosineTimed，（13） 限幅器Limiter，三、 实验原理 在（2PSK）的调制技术中，载波的相位随数字基带信号改变。2PSK信号的时域表达式为： 是用双极性码元表示二进制数字基带信号的，即： 设g(t)是幅度为1、宽度为Tb的矩形脉冲，则有： 二进制相移键控信号的时间波形如图所示。二进制相移键控信号的时间波形2PSK信号的产生方法主要有两种：相乘法和相位选择法。产生2PSK信号的调制器原理图如图6-12所示，其中图
5、(a)是采用乘法器的方法产2PSK信号，图(b)和(c)是采用数字键控（相位选择）的方法产生2PSK信号。图6-12 2PSK信号的调制器原理图32PSK信号的解调2PSK信号的解调只能采用相干解调的方法，也称极性比较法，其原理如图6-13（a）所示，2PSK信号相干解调各点的波形如图6-13(b)、(c)所示。 图6-13 2PSK相干解调器原理图及各点波形解调的过程，实质上是接收的已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程。不考虑噪声时，带通滤波器输出a点波形与输入端2PSK波形相同，a点与b点本地恢复的同步载波相乘，得到c点波形其表达式为：；经低通滤波器滤掉高频分量输出为： 得到d点波形，
6、经抽样判决，恢复出原数字信号，如图(b)所示。x为抽样时刻的值，判别规则为x0,判为0，xAdvanced Design System 2005A-RF Designer”，如图（图1.1）。图1.1 图1.2（2）新建一个工程文件：在ADS窗口，执行“File-New Project”，如图（图1.2）。在“New Project”窗口中，创建工程名d：学生姓名，如d：zhanglibao如图（图1.3），点击OK。图1.3 图1.4在出现的“Schematic Wizard”窗口，选中“No help needed”如图（图1.4），Finish即可完成创建。进入原理图窗口如图（图1.5）
7、。图1.5（3）创建项目文件： 在原理图窗口中，执行“File-New Design”并命名为：“学生姓名”，如图（图1.6）。在“Type of Network”中，选中“Digital Sigal Processing Network”，其它的不变点击OK。 图1.62. 构建（2PSK）调制/解调系统模型及参数设置(1).寻找元器件有三种方法：(a).知道元器件在哪个库中时选择相应的“库函数”，从下方的“元件图”中拉出想要的元器件。如图（图1.7）(b).知道元器件名时在“元件名”的位置直接输入“元件名”即可调出元器件。注意：输入时系统区分大小写。如图（图1.7）(c).前两种都不知道，
8、只知道大概的元器件名时，点击“查找元件图标”，如图（图1.7）。在出来的窗口中点击 输入sin进行查找，即可出现如图（图1.8）的结果，点中Sinusoid那行即可拉出相应的元器件。在Libraries中可以看到相应的库名。 图1.7 图1.8（2）配置系统模型中各模块及参数设置(a).需要的元器件有：正弦波发生器，DATA信号发生器，信号类型转换器，信号接收器，频谱仪器，DF数据流控制器，乘法器， VAR变量和方程式器件。带通滤波器，抽样保持器，时钟源，低通滤波器，限幅器。在实验一的基础上添加器件。把实验一中的正弦波发生器，信号类型转换器，信号接收器，乘法器进行复制，再添加新的器件。图3.1
9、(b). 按照寻找元器件的第二种方法搭建，正弦波发生器“元件名”为 Sinusoid，用两个。双击如图（图3.1）中的正弦函数，出现如图（图3.2）并按图进行参数设置。TSemp= Tsemp，Vpeak=1.0V，Frequency=1MHz，Phase=0.0，DecayRatio=0，Delay=0.0sec，Duration Time=1usec，Repetitionlnterval=1usec。其中Tsemp是变量，会在 VAR变量和方程式器件中赋值。当有不明白的地方时可以点击如图（图3.2）右下角的help帮助进行了解。当“Display parameter on schemati
10、c”前面打对勾时证明需要显示。 图3.2DATA信号发生器“元件名”为Data；并按如图（图3.3）进行参数设置。Rout=50.0m0hm，RTemp=-273.15，TSemp= Tsemp，BitTime= BitTime，SequencePattern=8，Repeat=Yes。其中Tsemp、BitTime是变量，会在 VAR变量和方程式器件中赋值。图3.3信号类型转换器（1.黑色箭头表示时系数，2.蓝色箭头表示浮点数）“元件名”为TimedToFloat用三个，FloatToTimed用一个，注意蓝的要和蓝的箭头接，黑的要和黑色箭头接，颜色一定要一致。信号类型转换器Timed To
11、 Float的作用是把模拟信号变为数字信号如图（图3.4），Float To Timed是反过来。信号类型转换器不需要修改参数。 图3.4 信号接收器“元件名”为Timed Sink用三个，如图（图3.5）。频谱分析仪“元件名” 为Spectrum Analyzer用一个。如图（图3.512）。 图3.5DF数据流控制器“元件名”为DF，并按如图（图3.6）进行参数设置。Default Numeric Start=0，Default Numeric Stop=100，DefaultTimeStart=0usec，DefaultTimeStop=100usec。并在“display”窗口中在这四项打上对勾，OK进行显示。图3.6乘法器“元件名”为Mpy2，这是一个数字乘法器。如图（图3.7） 图3.7 VAR变量和方程式器件“元件名”为VAR，并按如图（图3.8）进行参数设置。Tstep=0.1usec，BitTime=10usec。图3.8限幅器“元件名”为Limiter，并按如图（图3.9）进行参数设置。Nlimi
