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1、20060610080103目 录一、绪论2二、Systemview软件简介32.1 Systemview软件特点32.2 使用Systemview进行系统仿真的步骤3三、二进制频移键控（2FSK）43.1 二进制频移键控（2FSK）的基本原理43.1.1 2FSK调制的方法43.1.2 2FSK解调的方法63.2 使用Systemview软件对2FSK系统进行仿真63.2.1 2FSK信号的产生63.2.2 2FSK信号的频谱图83.2.3 2FSK非相干解调系统93.2.4 2FSK锁相鉴频法解调系统12四、二进制振幅键控（2ASK）134.1、二进制振幅键控的基本原理134.2 Syst
2、emview软件对2ASK系统进行仿真154.2.1 2ASK调制系统154.2.2 2ASK频谱及功率谱164.2.3 2ASK相干解调的系统174.2.4 ASK非相干解调的系统18五、二进制移相键控（2PSK）195.1 二进制移相键控（2PSK）的基本原理195.2 Systemview软件对2PSK系统进行仿真225.2.1 2PSK信号的产生225.2.2 2PSK相干解调系统235.2.3 2PSK 调制和Costas环解调系统组成255.2.4 2PSK信号的频谱和功率谱265.2.5 误比特率BER分析26六、二进制差分相移键控（2DPSK）296.1二进制差分相移键控（2D
3、PSK）原理296.2 Systemview软件对2DPSK系统进行仿真306.2.1 2DPSK差分相干解调系统306.2.2极性比较法解调2DPSK系统32七、心得体会35八、参考文献363基于Systemview的通信系统的仿真摘 要数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率低频段，因而在很多实际的通信中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输。数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由
4、此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK ，Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。本文通过Systemview仿真软件，对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK系统进行仿真，分析2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的信号的调制方式，频谱特性，2ASK的相干解调和非相干解调系统、利用Costas环对2FSK、2PSK信号进行解调以及2FSK、2PSK的相干解调系统，并且对2
5、PSK的抗噪声性能做了一定的分析，最后同样用两种方式对2DPSK信号解调，并进行仿真分析。通过对2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK系统的分析，对几种调制方式的抗噪声性能、频带利用率及相干解调和非相干解调的抗噪声性能等有了更加清楚的认识。关键字：2ASK；2FSK；2PSK；2DPSK；相干解调；非相干解调；Systemview一、绪论数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率（如06M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输
6、，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。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。和模拟调制不同的是，由于数字基带信号具有离散取值的特点，所以调制后的载波参量只有有限的几个数值，因而数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，就像用数字信息去控制开关一样，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK,Frequency-Shift ke
7、ying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相键（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。数字调制系统的基本结构如图：在数字调制中，数字基带信号可以是二进制的，也可以是多进制的，对应的就有二进制数字调制和多进制数字调制两种不同的数字调制，最简单的情况即是以二进制数字基带信号作为调制信号的二进制数字调制，本次课程设计主要针对就是最常用的二进制数字调制方式即二进制振幅键控、移频键控和移相键控三进行系统仿真分析，通过学习Systemview仿真软件，对对三种系统进行仿真，熟悉2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的原理、已调信号的频谱特点
8、和各系统的抗噪声性能。二、Systemview软件简介2.1 Systemview软件特点Systemview是El ANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化软件。他可以提供大量的信号源供系统分析使用；其丰富的算子图符和函数库便于设计和分析各种系统；其多种信号接受器为时域和频域的数值分析提供便捷的途径；其无限制的分层结构使建立大而复杂的系统变得容易；另外他还提供对于外部数据文件的接口，使信号分析更加灵活方便。Systemview操作简单，使用方便，只要用鼠标从Systemview 库中选择图符并将他们拖拽到设计窗口中连接起来创造线性和非线性，离散和连续，模拟、数字和混合模式
9、的系统，Systemview 的所有图符都有相似的参数定义窗口，我们所要做的只是修改各个图符的参数，无需编程即可实现系统的设计和模拟。Systemview 的界面直观，设计窗口中各功能模块都用形象直观的图符表示，分析窗口中分析结果以各种图形直观显示，使我们对系统的结构，功能和分析结果一目了然。他的另一个重要特点是可扩展性，Systemview 允许用户插入使用C+编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到Systemview 中，能够像内建库一样使用。Systemview提供了智能化的辅助设计。在系统设计仿真时，Systemview 能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息
10、。通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。并在编译时，给出系统运行的大约时间，方便了设计人员进行调试。其带有的API功能可以利用VC 环境，将系统编译成可脱离Systemview独立运行的可执行文件，大大提高了运行速度和仿真效率。2.2 使用Systemview进行系统仿真的步骤使用Systemview进行系统仿真，一般要经过以下几个步骤：(1)建立系统的数学模型 根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将
11、其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。(3)设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置(系统模拟时间，采样速率等)和功能模块运行参数(正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等)。(4)设置观察窗口， 分析模拟数据和波形 在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。三、二进制频移键控（2FSK）3.1 二进制频移键控（2FSK）的基本原理FSK是在数字信号调制中使用较典型的一种调制方式,其利用载波的频率变化来传递数字信息0 或1. 由于其实现起来较容易、抗噪声与抗衰减的性能较好,因此,在中低速数
12、据传输(传输速率在1 200 bit/ s 以下) 中得到了广泛的应用.在二进制FSK中载波频率随着调制信号1或0而变,1 对应于载波频率f1,0对应于载波频率f2 .二进制FSK已调信号的时域表达式为:S2FSK( t) = nang(t-nTS )cos1t +na-ng(t- nTS)cos2t其中：1 = 2f1，2 = 2f2an =0 概率为P a-n =1 概率为P1 概率为1P 0 概率为1 - P式中：a-nan 的反码；g码元波形；TS码元周期f1、f2 2FSK的两个不同的载波频率.3.1.1 2FSK调制的方法 同2ASK调制的方法相同，2FSK也有两种调制方式：模拟调
13、频法，如图3.1.1-1（a）和数字键控的方法，如图3.1.1-1（b）， 图3.1.1-1 2FSK信号产生的方法由3.1.1-1（b）可得2FSK的表达式如下： 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图如下 ： 图3.1.1-2数字键控法实现2FSK信号的原理图由上图可得二进制移频键控信号的时间波形如下：图3.1.1-3 2FSK信号的时间波形可得2FSK的时域表达式如下：（2）2FSK信号的解调3.1.2 2FSK解调的方法图3.1.2-1 2FSK信号非相干解调3.2 使用Systemview软件对2FSK系统进行仿真3.2.1 2FSK信号的产生调频法:在SystemView 中二进
14、制数据用伪随机序列PNSeq仿真出随机的0 ,1 二进制数字信号,通过调频器FM 调制,0 对应50 Hz ,1 对应100 Hz.幅度A 均为1 V.键控法:在SystemView中二进制数据用伪随机序列PNSeq仿真出随机的0,1二进制数字信号,作为键控开关的控制信号，0 对应50 Hz 正弦波,1对应100 Hz 正弦波. 幅度A 均为1V.（1）调频法产生2FSK信号图3.2.1-1 调频法实现2FSK信号仿真结果如下：图3.2.1-2 2FSK信号波形图（1）键控法产生2FSK信号图3.2.1-3数字键控法实现2FSK信号分析：系统的参数设计如下：Token0为调制信Amplitud
15、e=-0.5v,Offset=0.5v,Rate=10Hz,Levels=2,Phase=0，Token1、3为载波，载波1频率=50HZ，载波3频率=100HZ。 Token2、4为乘法器Token7为Adder。 Token6为反相器，系统运行时间为0.3S，采样频率=20000HZ。仿真分析如下：图3.2.1-4 2FSK信号波形分析：从上到下依次是调制信号波形、频率为f1的已调信号波形，频率为f2的已调信号波形，2FSK信号波形。由图中可以观察到2FSK信号就是两个2ASK信号叠加而成.。3.2.2 2FSK信号的频谱图图3.2.2-1 2FSK信号的离散频谱图分析：在观察2FSK信号的频谱图时将载波的频率改为f1=2500HZ f2=50
