通信原理软件实验报告.docx
一、实验目的（1）深入理解2PSKPCM通信系统的工作原理、电路组成和信息传输特点；（2）熟悉上述通信系统的设计方法与参数选择原则；（3）掌握在SYSTEMVIEW环境中使用参数化图符模块构建通信系统模型的设计仿真方法；（4）熟悉系统中各信号时域波形特点；（5）熟悉系统中各信号频域的功率谱特点。二、实验内容（1）使用m序列为数字系统输入调试信号，码速率参见附表；（2）采用模拟调制或数字键控实现2PSK调制；（3）通过相关解调完成2PSK解调，恢复初始m序列；（4）从时域观测各信号点波形，获得接收端信号眼图；（5）观测各信号功率谱；（6）通过不少于三个频率正弦信号叠加而成的模拟信号作为系统真实输入信号，并采用PCM编码方法实现数模转换；（7）模拟输入信号转换形成的数字信号通过2PSK调制解调系统实现数字频带传输；（8）通过PCM解码恢复初始模拟信号；（9）从时域重点观测模拟信号点波形；（10）从频域重点观察模拟信号功率谱。三、实验原理模拟信号的数字传输通信系统的组成框图如下图所示。系统输入的模拟随机信号m(t),经过该通信系统后要较好地得到恢复。Mf)sk%m(0模拟随机信号数字随机序列数字随机序列模拟随机信号本电路设计分为两部分，首先是2PSK调制与解调的设计，在确保调制与解调无误后，设计PCM编码与译码电路，然后将二者联合起来，实现模拟信号的数字传输。即PCM+2PSKo1、2PSK调制与解调的原理2PSK,即二进制相移键控，用输入信号控制载波的相位随之变化,一般情况下，用载波的“0。”表示二进制基带信号的“0”，”180。”表示二进制基带信号的“1”，也可反过来。输入信号的形式一般为SC)=Ea回LnTC,出以概率P取“1”，以1-P取“0”，g(t)一般是脉宽为TS,高为1的方波(也可取三角波等)。(1) 2PSK调制2PSK调制采用数字键控两种方式，调制原理如下：开关电路2ps(t)-S(t)COSWct若输入不是双极性不归零波形，我们可以通过码型变化将其转换为双极性不归零波形。调制波形如下所示：1：0：1：1:SG)I一t")WVYWWi018000通过观察波形，我们可以得到，当输入为“1”时，已调载波相位为0；当输入为“0”时，已调载波相位为180。(2) 2PSK解调2PSK解调一般采用相干解调法，原理如下：.e2PS(t)e»解调时各点波形如下所示:1O11aWJVYWvLbWvWWLCfYYYYYYY1IoII通过对以上波形的分析，我们可以看出，当恢复载波相位差180。时，输出波形刚好与输入的波形相反。通过对理论的学习，我们称之为180。相位模糊，可以通过采用2DPSK来解决这个问题。2、PCM编码与译码实验原理PCM,即脉冲编码调制，用一组二进制代码代替连续信号的抽样值，原理框图如下：抽样刊量化p编码上信道¾A/陵换；T；D/A变换W）(1) PCM编码首先，对输入的模拟信号进行抽样，使其成为时域离散信号，此处必须满足采样定理，然后通过模数转换将时域离散信号用一组二进制代码来表示，具体有两步：量化、编码。D量化量化即用有限电平来表示抽样得到的离散值。具体的量化方法有均匀量化和非均匀量化。均匀量化相对比较简单，但是它的量化信噪比随信号电平的减小而下降，因此当输入信号较小时，会产生较大的量化误差。因此，我们引入非均匀量化，使得量化电平集中在幅度密度高的区域。常用的方法为A律压扩和U律压扩。本实验中采用的为A律压扩，但由于A律压缩较为复杂，一般常用A律13折线，其压号时，量化间隔较小，大信噪比时，量化间隔较大，改善了量化信噪比。2)编码编码即把量化后的电平用二进制来表示，本实验中采用8位二进制码，从高到低分别为极性码、段落码、段内码，采用的是逐次比较性编码，具体方法可查阅相关资料。(2) PCM译码译码即把收到的PCM信号还原成相应的PAM样值信号，即进行D/A变换，此处需要用解压扩器对其进行解压扩，然后通过低通滤波器即可得到输入的模拟信号。译码可以看作是编码的逆过程。四、仿真电路设计1、2PSK数字键控调制和相干解调系统仿真解调系统如下图所示:各图符参数设置如下表所示:编号库/名称参数21Comm:PNGenRegLen=5Taps=2-5Seed=-1Threshold=0True=1False=-1MaxRate=800e+3Hz22Source:PulseTrainAmp=IvFreq=20e+3HzPulseW=25e_6secOffset=-500e-3vPhase=0degMaxRate=800e+3Hz25Logic:SPDTSwitchDelay-0secThreshold=500e-3vInput0=t26Output0Input1=tl5Output0Control=t21Output0MaxRate=800e+3Hz26Operator:NegateMaxRate=800e÷3Hz28Source:Sinusoidmp=IvFreq=80e+3HzPhase=0degOutputO=Sinet6Output1=CosineMaxRate(PortO)=800e+3Hz3Operator:1.inearSysButterworthBandpassIIR3PolesLowFc=60e+3HzHiFc=100e+3HzQuantBits=NoneInitCndtn=TransientDSPModeDisabledMaxRate=800e+3Hz4Adder:NonParametricInputsfromt25pt5pOutputsto323MaxRate=800e+3Hz5Source:GaussNoiseStdDev=OvMean=OvMaxRate=800e+3Hz6Multiplier:NonParametricInputsfromt28pt3pOutputsto824MaxRate=800e+3Hz8Operator:1.inearSysButterworth1.owpassIIRFc=20e+3HzQuantBits=NoneInitCndtn=TransientDSPModeDisabled3PolesMaxRate=800e+3Hz9Operator:SamplerInterpolatingRate=800e÷3HzAperture=0secApertureJitter=0sec10Operator:DelayNon-InterpolatingDelay=0secOutput0=Delayt9Output1=Delay-dT11Operator:HoldLastValueGain=1OutRate=800e+3Hz12Logic:BufferGateDelay=0secThreshold=OvTrueOutput=IvFalseOutput=OvRiseTime=0secFallTime=0sec15Source:SinusoidAmp=IvFreq=80e+3HzPhase=0degOutput0=Sinet26t25Output1=CosineOutput 1 = Cosine各图符参数设置如下表所示:编号库/名称参数71Source:SinusoidAmp=2vFreq=100HzPhase=0degOutput0=Sinet3Output1=Cosine72Source:Sinusoidmp=2vFreq=200HzPhase=0degOutput0=Sinet3Output1=Cosine73Source:SinusoidAmp=2vFreq=400HzPhase=0degOutput0=Sinet3Output1=Cosine3Adder:NonParametricInputsfrom717273Outputsto466Comm:CompanderA-LawMaxInput=±58Logic:ADCTwo,sComplementGateDelay=0secThreshold=500e-3vTrueOutput=IvFalseOutput=OvNo.Bits=8MinInput=-5vMaxInput=5vRiseTime=0secAnalog=t6Output0Clock=tl4Output014Source:PulseTrainmp=2vFreq=2.5e+3HzPulseW=50e6secOffset=-1vPhase=0deg40MetaSystemrUntNotAuto-Linkeditledl41Comm:TDMuxNo.Inputs=8TimeperInput=400e-6secTimeSlotO=t32OutputOTimeSlot1=t33OutputOTimeSlot2=t34OutputOTimeSlot3=t35OutputOTimeSlot4=t36OutputOTimeSlot5=t37OutputOTimeSlot6=t38OutputOTimeSlot7=t39OutputO43Operator:HoldLastValueGain=1OutRate=800e+3Hz74MetaSystem:2pskE:学习资料大三上通信原理通原2psk.mtaAuto-Linked96Operator:DelayNon-InterpolatingDelay=350e_6secOutputO=Delayt45Output1=Delay-dT45Comm:TDNo.Outputs=8DeMuxTimeperOutput=400e-6secOutputO=TimeSlotOt9Output1=TimeSlot1t9Output2=TimeSlot2t9Output3=TimeSlot3t9Output4=TimeSlot4t9Output5=TimeSlot5t9Output6=TimeSlot6t9Output7=TimeSlot7t99Logic:DACTwo,sComplementGateDelay=OsecThreshold=500e-3vNo.Bits=8
