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1、数据通信课程系统设计报告数字频带传输系统及其性能估计实验2PSK模拟调制、相干解调数字频带传输系统及其性能估计实验一一2PSK模拟调制、相干解调用System View仿真实现二进制移相键控(2PSK )模拟调制1、实验目的(1) 了解2PSK系统模拟调制的电路组成、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。2、实验内容以PN码作为系统输入信号，码速率Rb=20kbit/s(1) 采用模拟调制法实现2PSK的调制；观测已调的2PSK波形。(2) 获取主要信号的功率谱密度。3、实验原理在二进制数字调控中，当正弦载
2、波的相位随二进制数字基带信号离散变化 时，则产生二进制移相键控(2PSK )信号。通常用已调信号载波的0。和180。分 别表示二进制数字基带信号的1和0。二进制移相键控信号的时域表达式为e2PSK (t)ang(tnTs)c0S ct其中，an选择双极性，即an =1,发送概率为P1,发送概率为1Pg(t)是脉宽为TS、高度为1的矩形脉冲,则有e2PSK (t)cos tccos tc发送概率为P发送概率为1 P当发送二进制符号1时,已调信号e2PSK (t)取0相立，发送二进制符号0时,e2PSK (t)取180若用n表示第n个符号的绝对相位,则有，发送1符号 ，发送0符号这种以载波的不同相
3、位直接表示相应二进制数字信号的调制方式，成为二进 制绝对移相方式。其模拟调制原理图如下：e2PSK (t) c0Sctn)，其中0n 180双极性不归零e2PSK (t)*乘法器cos ct4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果:800*3 口6OO.e-3| 4OO.e-3|2Q0.号(t27)Wf；I*3 I ；(2 :|E3 a-0- 5亠田13 I .a0 500.e0l.e300I提取相干载波0 D D-IllJlIjlf;图1 2PSK模拟调制与相干解调系统组成Final Value Sink 28:Loop N TimeValue1 01.00000e 8 0 00000e+02
4、 01.00000e-8 0 00000e+0羊扳性FN底咒11图2单/双码变换图3模拟调制其中图符0产生单极性PN序列，经过图符2、3转换后为双极性PN序列，传码 率为20kbit/；图符6输出正弦波，频率为40kHz ；图符4输出模拟调制的2PSK 信号；图符12输出高斯噪声。图符参数设置如下表：编号库/名称参数(Token 0)Source: PN SeqAmp = 500.e-3 v Offset = 500.e-3 vRate = 20e+3 Hz Levels = 2Phase = 0 degMax Rate =400e+3 Hz(Token 2)Function: Exponen
5、tConstant a = -1(Token 4)Multiplier: Non ParametrUraputs from 86Outputs to 510(Token 5)Adder: Non ParametrieInputs from 412Outputs to 2019(Token 6)Source: SinusoidAmp = 1 vFreq = 40e+3 HzPhase = 0 degOutput 0 二 Sine t7t4Output 1 二 Cosine(Token 8)Operator: Negate(Token 12)Source: Gauss NoiseStd Dev =
6、 100.e-3 v Mean = 0 v系统定时:起始时间0秒，终止时间497.5e-6秒采样点数200,采样速率400kHz。 获得仿真波形图如下：宰wO：帧性PN朗（tl）0250.e-653O.e-S750. e-S-1.e-31.25*3Time in &EE&ndsopn 七Q.EWSystem Viewr宰wl:双极性PN序列程）丽檯性FN.宇列（t3）250.e-6SOO.e-6750.e-61.e-3250.e-650.e-6750.e-67&0.e-6Time in SeonndsTime in Seonnds1.e-31.25*31.25*3System Vie高擀隕芦2
7、50 .e-6500.e-e754).e-51.e-31 25e-3Time in Ssoc-nds0250.e-6500.e-5750.e-1.e-31.25*3(Dpn4 一-Q.Efiuiuiuitt加删iuiu 躺删 iuiuiuiuiiI I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I02&0.e-6500.e-57&0.e-61.e-31.25e-3Time in Seconds上 十SystemViewSystem ViewBiflia 号(tio)250.e-5&O0.e-e750.e-51.e-31.25*3
8、Qpn4-Q.Eu| ym m 涮 w Wfl HB, nPInllM nim M InmlHiM 刖 ffll25O.e-SOO.s-S-750.e-S-Time in Sscc-nds1.e-31.25e-3System View图4调制过程仿真波形宰 wl2: Waterfall Plot of wllWsterfsII Plot cf w11800.e-610800.-e-CTime in Se-mnds40&+3Power Spectrum of 单桜性PN1?列(dBm 50 ohms) Mixed Radix80&+3120e+3160&+3040&+380&+3120e+316
9、0&+3Frequency in Hz (dF 22.22 Hz)图5原PN序列和2PSK信号的瀑布图5、主要信号的功率谱密度：wl6: Power Spectrum of 单极性PNJi(dBm 50 ohms) Mixed Radix200e+3200e+3SystwnView图6单极性PN序列频谱图7载波频谱图8已调制信号频谱由图6可见，基带信号的大部分能量落在第一个零点（20kHz ）的频率范围 之内，即基带带宽为20kHz谱。由图7可见，载频信号的频谱位于40kHz，且频谱较纯。由图8可见，已调信号的频谱为2PSK信号，因为调制信号为双极性不归零 脉冲，用双极性不归零码对载波进行相乘
10、的调制，可以达到抑制载波的目的，即 已调信号的频谱中，只有载频位置，没有载波分量，频带宽度为40kHz。用System View仿真实现二进制移相键控（2PSK ）（相干）解调1、实验目的（1）了解2PSK系统相干解调的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2PSK系统中各点的波形；（3）熟悉系统中信号功率谱的特点。2、实验内容以已调的2PSK信号为系统输入信号，码速率Rb=20kbit/s.（1）采用相干解调法实现2PSK信号的解调，观察各点波形。（2）获取主要信号的功率谱密度。3、实验原理2PSK信号的解调通常都是采用相干解调，解调器原理图如下。在相干解调过程 中需要用到
11、与接收的2PSK信号同频同相的相干载波。2PSK信号相干解调各点时间波形如下:4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果:1014I单彼玛变换丰由样亦夬.5D-ai-Final Value Sink 28:Loop N TimeValue1 0 I .OOOOOe 8 0.00000e+02 0 I.OOOOOe 8 0.00000e+0I提取相干载波16 EQ0 50QZ .e-30 500 efll e323D00图1 2PSK模拟调制与相干解调系统组成14抽样判决I图9相干载波的提取与相干解调图符19为相干载波的提取，图符20为带通滤波器，图符13为低通滤波器，图 符15、16、17组成抽样
12、判决器。图符参数设定如下：编号库/名称参数(Token 20)Operator: Linear Sys Butterworth Bandpass IIR3 PolesLow Fc = 20e+3 HzHi Fc = 60e+3 HzQuant Bits = NoneInit Cndtn 二 TransiDSP Mode DisabledFPGA Aware = TrueRTDA Aware = Full(Token 11)Multiplier: Non Parametr:.dnputs from 2019Outputs to 13(Token 19)Comm: CostasVCO Freq =
13、 40e+3 Hz VCO Phase = 0 degentMod Gain = 1 Hz/vLoop Fltr 二 1 + 1/s + 1/s2Output 0 二 Baseband InPhaseOutput 1 二 Baseband QuadratureOutput 2 = VCO InPhaseOutput 3 = VCO Quadraturet11 t21RTDA Aware = Full(Token 13)Operator: Linear Sys Butterworth Lowpass IIR3 PolesFc = 16e+3 HzQuant Bits = NoneInit Cnd
14、tn 二 0DSP Mode DisabledFPGA Aware = True RTDA Aware = Full(Token 15)Operator: SamplerInterpolatingRate = 40e+3 HzAperture = 0 sec Aperture Jitter = 0 sec(Token 17)Operator: HoldLas t ValueGain = 1Out Rate = 400e+3 Hz(Token 16)Operator: CompareComparison = True Output 二 1 v False Output 二 0 v A Input 二 t18 Output B Input 二 t17 Output 0(Token 18)Source: SinusoidAmp = 0 vFreq = 0 HzPhase =
