肖朝军通信原理课程设计详解

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1、目录绪论 0第一章、Systemview软件简介 21.1 System view 软件简介 21.2 System view 软件的特点 21.3 System View 的图标库 31.4 System View 的系统设计窗口 3第二章 最小频移键控（MSK系统的设计 52.1 MSK的基本原理 52.2 MSK的调制原理 62.3 MSK的解调原理 9第三章 正交振幅（QAM系统的设计 123.1 MSK的基本原理 123.2 QAM的调制解调原理 143.3 16QAM解调模块的模型建立与仿真 163.3.1 相干解调 163.3.2锁相环解调 16小结 21参考文献 22绪论数字通

2、信系统，按调制方式可以分为基带传输和带通传输。所谓调制，是用 基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化从而携 带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占 据的带宽；改善系统的性能。随着数字通信的迅速发展，各种数字调制方式也在不断地改进和发展，现代 通信系统中出现了很多性能良好的数字调制技术。目前实际通信系统中常使用的 几种现代数字调制技术首先有几种恒包络调制，主要包括偏移四相相移键控(OQPS)、 n /4四相相移键控(n /4 -QPSK)、最小频移键控(MSK和高 斯型最小频移键控(GMSK ;然后是正交幅度调制(QAM，它是一种不恒定包

3、 络调制。最后是多载波调制，其中最重要的是正交频分复用( OFDM。本文主要介绍MSK和 QAM勺原理System View的使用方法，以及通过System View仿真软件对QAMMSK字调制及解调电路各功能模块的工作原理进行分析， 提出QAM MSK数字调制及解调电路的设计方案，选用合适的模块对所设计系统 进行仿真并对仿真结果进行分析。#第一章、Systemview软件简介1.1 System view 软件简介SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于 Windows环境的用于系统仿真 分析的可视化软件工具。它界面友好，使用方便SystemView是一个信号级的系统仿真软件，

4、主要用于电路与通信系统的设 计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器 设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。它可以构造各种复杂 的模拟、数字、数模混合及多速率系统，可用于各种线性、非线性控制系统的设 计和仿真SystemView以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的 Win dows窗 口环境下， 为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。使用 SystemView你只需要关心项目的设 计思想和过程，而不必花费大量的时间去编程建立系统仿真模型。 用户只需使用 鼠标器点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不必学习复杂的计算 机程序编制，也不必担心程序中是

5、否存在编程错误。1.2 System view 软件的特点1能仿真大量的应用系统能在DSP通讯和控制系统应用中构造复杂的模拟、数字、混合和多速率系统。具有大量可选择的库，允许用户有选择地增加通讯、逻辑、DSP和射频/模拟功能模块。2快速方便的动态系统设计与仿真使用用户熟悉的 Windows界面和功能键（单击、双击鼠标的左右键）， SystemView可以快速建立和修改系统，并在对话框内快速访问和调整参数，实 时修改实时显示。只需简单用鼠标点击图符即可创建连续线性系统、DSP滤波器， 并输入/输出基于真实系统模型的仿真数据。不用写一行代码即可建立用户习惯的子系统库（MetaSystem）。3提供

6、基于组织结构图方式的设计通过利用SystemView中的图符和MetaSystem （子系统）对象的无限制分层 结构功能，SystemView能很容易地建立复杂的系统。4多速率系统和并行系统SystemView允许合并多种数据采样率输入的系统，以简化 FIR滤波器的执行。这种特性尤其适合于同时具有低频和高频部分的通信系统的设计与仿真，有利于提高整个系统的仿真速度，而在局部又不会降低仿真的精度。同时还可降低 对计算机硬件配置的要求。5完备的滤波器和线性系统设计SystemView包含一个功能强大的、很容易使用的图形模板设计模拟和数字以 及离散和连续时间系统的环境，还包含大量的FIR/IIR滤波类

7、型和FFT类型，并 提供易于用DSP实现滤波器或线性系统的参数。6先进的信号分析和数据块处理SystemView提供的分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可 视环境。分析窗口还提供一个能对仿真生成数据进行先进的块处理操作的接收计 算器。7完善的自我诊断功能SystemView能自动执行系统连接检查，通知用户连接出错并通过显示指出出 错的图符。这个特点对用户系统的诊断是十分有效的。1.3 System View 的图标库图标是System View仿真运算，处理的基本单元，共分为三大类；第一类包括 信号源库，它只有输出端没有输入端；第二个类包括观察窗库，它只有输入端没有 输出端;第三类

8、包括其他所有图表库，这类图标都有一定个数的输入端和输出端. 在设计窗口的左边有一个图标库区， 一组是基本库（Ma in Libraries ），共8个 另一组是可选择的专业库（Optional Libraries ）,如通信库、数字信号处理库、 逻辑库、射频/模拟库等，支持用户自己用 C/C+语言编写源代码定义图标以完 成所需自定义功能的用户自定义库（Custom），及可调用、访问Matlab的函数的M-Link库，以及CDMA DVB自适应滤波器库等。A函数库信源库信源库加法器逻辑库算子库图1-1基本库图标在上述八个图符中，除双击加法器和乘法器图符按钮可直接使用外，双击 其他按钮会出现相应的

9、对话框，应进一步设置图符块的操作参数。 单击图符库选 择区最上面的主库开关按钮“ Main”，将出现选择开关按钮“ Option ”下的库（user）、通信库（comm、DSP、逻辑库（LOGIC）、射频 / 模拟库（RF/ANALOG） 和数学库（MATALA）选择按钮，可分别双击他们选择调用。在设计窗口中间的 大片区域就是工作区域，用户可以在这里放置、定义和连接各种图符，建立新的系统。1.4 System View 的系统设计窗口1.主菜单栏系统视窗第一行为主菜单栏它含有几个下拉式菜单，通过这些菜单可以 访问重要的SystemView功能，包括：文件（File ）、编辑（Edit ）、参数

10、优选（Preferences ）、视窗观察（View）、便笺（NotePads）、连接（Connetions ）、 编译器（Compiler）、系统（System）、图符块（Toke ns）、工具（Tools ）和帮助（Help）。用鼠标选择各菜单都会下拉显示若干选项。新建或打开设计文件 的操作步骤与其它软件相同。I *8* Sys t. eV i ew bjr fULffllHQ3|Eil* E 4i 1油E丼匚呦耐昭“託耳 监越卩山tr Sytnn Ipkflftt Tljt HlpLJ O Ka备虺纱 1!RooL-arMrtu l/tlOperatori-口 Sp&Ad OpumLif

11、edsyftrn A ll ixAuulu d TiitiA 49iiiwi： I -h w-n dunl Id Uiuft0.0 S&C.图1-2系统设计窗口2快捷功能按钮设计窗口中菜单行的第二行为工具栏，它是由 16个常用快捷功能按钮 组成的动作条。它包含了在系统设计、仿真中可能用到的各种操作按钮。各按钮 的功能如下：复制国苻分析视窗子系统布放连系统运一負定时355图标翻僵图1-3快捷功能按钮第二章 最小频移键控(MSK系统的设计2.1 MSK的基本原理MSK (Minimum Frequency Shift Keying) 又称快速移频键控(FFSK)，是 2FSK的 改进形式。所谓“最

12、小”是指这种调制方式能以最小的调制指数 (0.5)获得正交 信号，“快速”是指在给定同样的频带内， MSK能比2PSK的数据传输速率更高， 且在带外的频谱分量要比2PSK衰减的快。MSK是恒定包络连续相位频率调制，其信号的表示式为SMSK(t)=cos 钳+韦如+靡，化-1)7；外7；且=1l2TS.丿3 c为载波角频率，Ts为码元宽度，ak为第k个输入码元，取值为土 1; k为 第k个码元的相位常数，在时间kTst (k+1)Ts中保持不变，其作用是保证在 t=kTs时刻信号相位连续。令 H(t)二详t k则信号的表示式为SMSK(t) =COS ct耳oc +2 兀 i2Ts1当 ak -

13、 -1 时:f2-ji-c2 I s2Ts1Af=f =片-f2 调制指数h =二0.52TsMSK信号的时间波形如图所示十+1_3I” 一 1 一J3图2-1 MSK信号的时间波形图2.2 MSK的调制原理由msK言号的一般表示式可得W W 二 cos化f +仇二 cos 3k (?) cos a)ct - sin 0k(t) sin ct因为；/ k - 或P时.为o所以COS 2(f) = cos兀H +F +眶27k)7ra,* Tra. . rcos6i?T sm= cos t cos tp.2TS27；2TS厶=cosy k 同相分量 令 J-：-:则、pt. ptsmsk = c

14、ov 圧 cos 2丁 cosiy- ak cov 上 sm 石二 sm【叫/T pt亠c pF= Iy coscosivr + sinsm xvaK 27；亡 七 27； ct 5cos和血是称为加权函数根据上式，可米用正交调幅方式产生 MSK言号，其调制的方框图如下所示。cos it* r + sin sin “第2TS2TS图2-2 MSK调制的方框图一cosivj + Q_ sinPt由上图可知，MSK言号产生的过程为：1）对输入数据序列进行差分编码；2）把差分编码器的输出数据用串/并变换器分成两路，并相互交错一个比特宽度Ts；3）用加权函数cos（ n t/2Ts）和sin（ n t/2Ts）分别对两路数据进行加权；4）用两路加权后的数据分别对正交载波 cos 3 ct和sin 3 ct进行调制；5）把两路输出信号进行叠加。根据以上的MSK调制原理框图，在Systrmview上设计的仿真调试图如下图-11所示：图2-3 system view MSK 调制仿真图采样器（63）:按设定的采样速率采样，输出的结果是输入信号在采样宽度内的 线性组合。原理图中的采样速率为 10H乙保持器（1.2.65 ）:用于采样或抽样后返回系统采样率。 增益（64）:对输入信号进行放大。延时（5617 ）:延时规定各单位的时间。异或们（60）:两个或两个以上的逻辑信号异或