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2psk调制解调实验报告

基于SystemView的二进制相位键控(2PSK)的键控调制、

相干解调的仿真实现及其性能分析

一、实验目的

1、了解2PSK系统的电路组成、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。

二、系统仿真任务:

1. 码元传输速率:20kBd;

2. 设计一数字频带传输系统,并使用SystemView软件进行仿真;

3. 获取各点时域波形,波形、坐标、标题等要清楚;滤波器的单位冲击

相应和幅频特性曲线;

4. 获取主要信号的功率谱密度;

5. 获取不同信噪比下的眼图(至少5个)及星座图(星座图为选作内容);

6. 测试不加噪声条件下的误码率,获取误码率曲线;

7.数据分析及心得体会要求手写;

8. 相干载波的提取为选作内容。

三、原理简介

1、2PSK的产生:

模拟法和数字键控法,就模拟调制法而言,与产生2ASK信号的方法比较,只是对s(t)要求不同,因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。

而就键控法来说,用数字基带信号s(t)控制开关电路,选择不同相位的载波输出,这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。

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图1、2psk信号键控调制产生

2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的,所不同的只是两者基带信号s(t)的构成,一个由双极性NRZ码组成,另一个由单极性NRZ码组成。因此,求2PSK信号的功率谱密度时,也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。

2、2PSK的解调系统:

2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下:

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图2、2psk信号解调各点时间波形

四、系统组成框图及图符参数设置

4.1 2PSK信号的产生

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图3、键控法产生2PSK信号框图

表1:2psk产生图符参数设置

编号

库/名称 参 数

3 Source: PN Seq Amp = 1v ,Offset = 0 v ,Rate = 20e+3 Hz , Levels = 2,Phase = 0 deg

32 Multiplier Null

0 Source: Sinusoid Amp = 1 v ,Freq = 40e+3 Hz ,Phase = 0 deg , 2 Logic: SPDT Switch Gate Delay = 0 sec ,

Ctrl Thresh=0.5v

33

Source:Unif Noise

Minimum = -1 Maxinum = -1

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图4、通信信道框图

表2:信道图符参数设置

编号 库/名称 参 数 8 Adder Null 22 Operator:Gain 全局变量 9

Source:Gauss Noise

Std deviation=1

Mean = 0

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图5、2PSK 相干解调框图 表3:相干解调图符参数设置

编号 库/名称 参 数 13

Operator:Liner SyetemFliters

Lowcutoff = 20e+3 No.of Poles = 3

23

Operator:Sampler

SampleRate = 20e+3

24

Operator:Holder Gain = 1

25 Logic:Buffer

Threshold = 0 False Output = 0

True Output = 1

14 31

Sink: RealTime

Null

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图6、计算误码率框图

表4:计算误码率图符参数设置

编号 库/名称 参 数

3 Source :PN seg Amp = 1v ,Offset = 0 v ,Rate = 20e+3 Hz ,

Levels = 2,Phase = 0 deg

26 Operator:Delay Delay = 50e-6 27 Operator:ReSample SampleRatr = 20e+3 28

Communication:BER

No.Trial = 2 Threshold = 0.5 Offset = 0

36 Sink:FinalValues

Null

五. 各点波形:包括时域波形、不同信噪比下的眼图(至少5个) 、覆盖图、瀑布图、可能的星座图等

系统定时:起始时间0秒,终止时间100e-6秒,采样点数200,采样速率1.6e+6Hz ,获得的仿真波形如下图所示。

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图7、PN序列信号

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图8、余弦载波信号

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图9、载波信号180度相移

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图10、2psk信号

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图11、经高斯噪声信道后与载波相乘

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图12、低通滤波

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图13、抽样判决

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图14、眼图-信噪比= 0dB

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图15、眼图-信噪比= 10dB

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图16、眼图-信噪比= 20dB

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图17、眼图-信噪比= 30dB

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图18、眼图-信噪比= 50dB

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图19、2PSK与PN序列覆盖图

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图20、PN序列与2psk信号瀑布图

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图21、输入输出序列瀑布图

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图22、PN序列与2PSK信号功率谱瀑布图六. 主要信号的功率谱密度;

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图23、PN序列与2psk序列的功率谱密度瀑布图

七. 滤波器的单位冲击相应及幅频特性曲线

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图24、低通滤波器单位冲击响应

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图25、低通滤波器幅频特性

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图26、带通滤波器单位冲击响应

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图27、带通滤波器幅频特性

八、系统抗噪声性能分析:

测试误码率的电路图、图符参数、数据、曲线电路图、图符参数见上

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图28、未加噪声时的误码率

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图29、不加噪声误码率曲线

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图30、加高斯白噪声后误码率

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图31、加高斯白噪声后误码率曲线九、数据分析及心得体会