通信原理课设.docx
《通信原理课设.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理课设.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
通信原理课设
存档资料成绩：
华东交通大学理工学院
课程设计报告书
所属课程名称现代通信原理
题目基于Systemview的通信系统的仿真
分院电信分院
专业班级11级通信工程1班
学 号
学生姓名
指导教师杨小翠
2014年6月27日
华东交通大学理工学院
课程设计（论文）任务书
专业11通信工程班级1班姓名
一、课程设计（论文）题目基于Systemview的通信系统的仿真
二、课程设计（论文）工作：
自2014年6月26日起至
2014年6月28日止。
三、课程设计（论文）的内容要求：
1、对调制解调的通信系统进行仿真研究。
2、掌握振幅键控，频移键控，相移键控三种基本的数字调制方式。
3、掌握数字信号的传输方式。
4、通过Systemview仿真软件，实现对2ASK，2FSK等数字调制系统的仿真。
5、熟练掌握Systemview的用法。
学生签名：
（）
2014年6月27日
序号
项目
等 级
优秀
良好
中等
及格
不及格
1
课程设计态度评价
2
出勤情况评价
3
任务难度评价
4
工作量饱满评价
5
任务难度评价
6
设计中创新性评价
7
论文书写规范化评价
8
综合应用能力评价
综合评定等级
课程设计（论文）评阅意见
评阅人 职称
20年月日
目录
第1章课程设计目的5
第2章SystemView的基本介绍6
第3章二进制幅移键控（2ASK）8
3.1调制系统8
3.2解调系统10
3.3功率谱图：
13
3.42ASK系统调制解调图对比14
第四章二进制频移键控（2FSK）15
4.1调制系统15
4.2解调系统18
4.3功率谱图:
20
4.42FSK系统调制解调图对比21
第五章实验总结22
第六章参考文献23
第1章课程设计目的
本课程设计有如下目的和要求：
1、对调制解调的通信系统进行仿真研究。
2、掌握振幅键控，频移键控，相移键控三种基本的数字调制方式。
3、掌握数字信号的传输方式。
4、通过Systemview仿真软件，实现对2ASK，2FSK等数字调制系统的仿真。
5、熟练掌握Systemview的用法。
第2章SystemView的基本介绍
SystemView是一个用于现代科学与科学系统设计及仿真打动态系统分析平台。
从滤波器设计、信号处理、完整通信系统打设计与仿真，到一般打系统数字模型建立等各个领域，SystemView在友好而功能齐全打窗口环境下，为用户提供啦一个精密的嵌入式分析工具。
进入SystemView后，屏幕上首先出现该工具的系统视窗，系统视窗最上边一行为主菜单栏，包括：
文件（File）、编辑（Edit）、参数优选（Preferences）、视窗观察（View）、便笺（NotePads）、连接（Connetions）、编译器（Compiler）、系统（System）、图符块（Tokens）、工具（Tools）和帮助（Help）共11项功能菜单。
如图1所示。
图1SystemView界面
系统视窗左侧竖排为图符库选择区。
图符块（Token）是构造系统的基本单元模块，相当于系统组成框图中的一个子框图，用户在屏幕上所能看到的仅仅是代表某一数学模型的图形标志（图符块），图符块的传递特性由该图符块所具有的仿真数学模型决定。
创建一个仿真系统的基本操作是，按照需要调出相应的图符块，将图符块之间用带有传输方向的连线连接起来。
这样一来，用户进行的系统输入完全是图形操作，不涉及语言编程问题，使用十分方便。
进入系统后，在图符库选择区排列着8个图符选择按钮创建系统的首要工作就是按照系统设计方案从图符库中调用图符块，作为仿真系统的基本单元模块。
可用鼠标左键双击图符库选择区内的选择按钮。
当需要对系统中各测试点或某一图符块输出进行观察时，通常应放置一个信宿（Sink）图符块，一般将其设置为“Analysis”属性。
Analysis块相当于示波器或频谱仪等仪器的作用，它是最常使用的分析型图符块之一。
在SystemView系统窗中完成系统创建输入操作（包括调出图符块、设置参数、连线等）后，首先应对输入系统的仿真运行参数进行设置，因为计算机只能采用数值计算方式，起始点和终止点究竟为何值？
究竟需要计算多少个离散样值？
这些信息必须告知计算机。
假如被分析的信号是时间的函数，则从起始时间到终止时间的样值数目就与系统的采样率或者采样时间间隔有关。
实际上，各类系统或电路仿真工具几乎都有这一关键的操作步骤，SystemView也不例外。
如果这类参数设置不合理，仿真运行后的结果往往不能令人满意，甚至根本得不到预期的结果。
有时，在创建仿真系统前就需要设置系统定时参数。
时域波形是最为常用的系统仿真分析结果表达形式。
进入分析窗后，单击“工具栏”内的绘制新图按钮（按钮1），可直接顺序显示出放置信宿图符块的时域波形，
对于码间干扰和噪声同时存在的数字传输系统，给出系统传输性能的定量分析是非常繁杂的事请，而利用“观察眼图”这种实验手段可以非常方便地估计系统传输性能。
实际观察眼图的具体实验方法是：
用示波器接在系统接收滤波器输出端，调整示波器水平扫描周期Ts，使扫描周期与码元周期Tc同步（即Ts＝nTc，n为正整数），此时示波器显示的波形就是眼图。
由于传输码序列的随机性和示波器荧光屏的余辉作用，使若干个码元波形相互重叠，波形酷似一个个“眼睛”，故称为“眼图”。
“眼睛”挣得越大，表明判决的误码率越低，反之，误码率上升。
SystemView具有“眼图”这种重要的分析功能。
当需要观察信号功率谱时，可在分析窗下单击信宿计算器图标按钮，出现“SystemView信宿计算器”对话框，单击分类设置开关按钮spectrum，完成功率谱的观察。
第3章二进制幅移键控（2ASK）
3.1调制系统
（a）模拟法
（b）键控法
图22ASK信号的产生
在幅移键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。
一种是最简单的形式是载波在二进制调制信号1或0控制下通或断，这种二进制幅度键控方式称为通断键控（OOK）。
二进制振幅键控方式是数字调制中出现最早的，也是最简单的。
这种方法最初用于电报系统，但由于它在抗噪声的能力上较差，故在数字通信中用的不多。
但二进制振幅键控常作为研究其他数字调制方式的基础。
二进制振幅键控信号的基本解调方法有两种：
相干解调和非相干解调，即包络检波和同步检测。
非相干解调系统设备简单，但信噪比小市，相干解调系统的性能优于相干解调系统。
系统的相关参数：
基带信号amplitu=0.5，offset=-0.5，rate=10。
图32ASK调制系统组成
图4输入的调制信号
图5已调信号
3.2解调系统
（a）相干解调原理
（b）非相干解调原理
图6ASK信号解调原理
系统相关参数：
基带信号频率=50HZ，电平=2，偏移=1，载波频率=1000HZ模拟低通频率=225HZ,极点数为3.系统运行时间为0.3S，采样频率=20000HZ。
图72ASK解调系统组成
图8原始信号
图9解调后的信号
图10已调信号
3.3功率谱图：
图11Sink3输入信号
图12Sink8输出信号
3.42ASK系统调制解调图对比
图13Sink3信号
图14Sink8信号
如图所示调制信号Sink3的图形与解调后的信号Sink8图形基本一致，在每段的起始因为信号不稳定，所以出现了微小的波动。
这与滤波器滤波误差也相关。
相干解调需要插入相干载波，而非相干解调不需要载波，因此包络检波时设备较简单。
对于2ASK系统，大信噪比条件下使用包络检波，而小信噪比条件下使用相干解调。
第四章二进制频移键控（2FSK）
4.1调制系统
数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图：
图152FSK键控法调制器
采用键控法产生的二进制频移键控信号，即利用矩形脉冲序列控制的开关电力对两个不同的独立频率源进行选通。
频移键控FSK是用数字基带信号去调制载波的频率。
因为数字信号的电平是离散的，所以载波频率的变化也是离散的。
在实验中，二进制基带信号是用正负电平表示的，载波频率随着调制信号为1或-1而变化，其中1对应于载波频率f1，-1对应于载波频率f2.
系统相关参数：
基带信号：
AMPLITUDE=0.5，offset=-0.5，rate=10HZ，反相器：
THRESHOLD=0.5，载波频率=10HZ。
图162FSK调制系统组成
图17基带信号
图18经反相器后的信号
图19已调信号一部分
图20已调信号另一部分
图21已调信号
4.2解调系统
（a）相干解调原理框图
（b）非相干解调原理框图
图222FSK系统解调原理框图
系统基本参数：
基带信号频率=50HZ，电平=2，偏移=0，半波整流器门限为0，sink8、sink14频率=500HZ，sink9、sink15频率=1000HZ。
模拟低通滤波器频率=225HZ，极点个数为7，运行时间=0.3S，采样频率=10000HZ。
图232FSK解调系统组成
图24原始信号
图25解调后的信号
4.3功率谱图:
图26Sink7输入信号
图27Sink19输出信号
4.42FSK系统调制解调图对比
图22Sink7信号
图23Sink199信号
如图sink7、sink19分别为系统的输入和输出，输入为调制信号，输出为解调后信号，两信号基本一致，但解调信号每段的起始点有波动，主要是滤波器滤波误差造成的，这无碍仿真结果的准确性。
由于载波频率相当大，已调信号的波形观察不是很清楚，这就不如低频处理清楚，直观。
相干解调需要插入两个相干载波，而非相干解调不需要载波，因此包络检波时设备较简单。
对于2FSK系统，大信噪比条件下使用包络检波，而小信噪比条件下使用相干解调。
第五章实验总结
此次课程设计的主要是实现：
2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK四个通信调制解调系统的仿真：
2ASK调制模拟调制法用乘法器来实现，解调为非相干解调信号经过带通滤波器，相乘器，低通滤波器，抽样判决器，然后输出。
2FSK是使得载波频率在二进制基带信号f1和f2两个频率点间变化，可以看成是两个不同载波频率的2ASK信号的叠加。
此处是通过键控法来实现的。
解调是通过两个带通滤波器与相乘器相乘，在经过低通滤波器，然后抽样判决输出。
对同一调制方式，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率。
若采用相同的解调方式，在误码率相同的情况下，所需要的信噪比2ASK比2FSK高3DB，2FSK比2PSK高3DB,由此，在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。
对调制和调制方式的选择要作全面考虑，如果抗噪声性能是最主要的，则应考虑相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；如果要求较高的频带利用率，则应选择相干2PSK、2DPSK、2ASK，而2FSK最不可取；如果要求较高的功率利用率，则应选择相干2PSK、2DPSK、2ASK最不可取；若传输信道是随参信道，则2FSK具有更好的适应能力。
目前用得最多的数字调制方式是相干2DPSK和非相干2FSK。
相干2DPSK主要用于高速数据传输，而非相干2FSK则用于中、低速数据传输中，特别是在衰落信道中传输数据时，它证明了自己的广泛的应用。
第六章参考文献
[1]樊昌信，曹丽娜编著，通信原理，国防工业出版社，2006。
[2]李东生.《SystemView系统设计及仿真入门与应用》电子工业出版社
[3]杨翠蛾.《高频电子线路实验与课程设计SystemView部分》哈尔滨工程大学出版社
[4]陈萍.《现代通信实验系统的计算机仿真》国防工业出版社
[5]罗伟雄，韩力，原东昌编著，通信原理与电路，北京理工大学出版社
[6]李哲英主编，SystemView动态系统分析与设计软件学习版中文手册，内部资料，1997。
[7]陈星，刘斌编写，SystemView通信原理实验指导，北京航空航天大学电子工程系内部讲义，1997。
升级会员 