通信原理 课程设计《中原工学院》(2)

引擎。

SystemView由两个窗口组成，分别是系统设计窗口的分析窗口。系统设计窗口，包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计工作区。所有系统的设计、搭建等基本操作，都是在设计窗口内完成。分析窗口包括标题栏、菜单栏、工具条、流动条、活动图形窗口和提示信息栏。提示信息栏显示分析窗口的状态信息、坐标信息和指示分析的进度；活动图形窗口显示输出的各种图形，如波形等。分析窗口是用户观察SystemView数据输出的基本工具，在窗口界面中，有多种选项可以增强显示的灵活性和系统的用途等功能。在分析窗口最为重要的是接收计算器，利用这个工具我们可以获得输出的各种数据和频域参数，并对其进行分析、处理、比较，或进一步的组合运算。例如信号的频谱图就可以很方便的在此窗口观察到。

使用SystemView,我们不用关心项目的设计思想和过程，而不用花费大量的时间去编程建立系统仿真模型。我们只用鼠标点击器图标即可完成系统的建模、设计和测试，而不用学习复杂的计算机程序编制，也不必担心程序中是否存在编程错误。

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。

总之，SystemView的设计者希望它成为一种强大有力的基于个人计算机的动态的通信系统仿真工具，以实现在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真。

难以实现的大型系统设计，又可使学生在实践中提高综合设计及分析解决实际问题的能力，加强系统性和工程性的训练。

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三、 课设目的

1．熟悉并掌握2DPSK通信系统的组成原理和调制、解调特性； 2．利用仿真软件System View对上述系统进行仿真，构建各系统并观察频谱和波形；

3．通过系统仿真，建立2DPSK通信系统模型，分析工作原理和时、频特性，以验证理论分析和仿真结果；

4.通过仿真操作掌握SystemView系统误比特率分析的方法。 5．培养学生的团队和协作精神。

四、设计要求

4.1、课程设计组织形式

课程设计过程按分组的方式进行，由指导教师向学生发放有关的课程设计背景资料，并向学生讲述课程设计的方法、步骤和要求，设计过程采取课堂集中辅导，分散设计的方式进行。课程设计按2～3个人为一组，要求在小组内分工协作、充分讨论、相互启发的基础上形成设计方案，课程设计结束要求提交一份课程设计报告书，必要时可要求各小组选出一个代表，进行课程设计方案演示和答辩，评出若干优秀设计成果。

4.2、课程设计具体要求

（1） 建立系统模型：根据通信系统的基本原理确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，根据各个部分之间的关系，画出系统框图。

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（2）基本系统搭建和图标定义：从各种功能库中选取满足需要的可视化图符和功能模块，组建系统，设置各个功能模块的参数和指标，在系统窗口按照设计功能框图完成图标的连接；

（3） 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）等。

（4）运行结果分析：在系统的关键点处设置观察窗口，利用接收计算器分析仿真数据和波形，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。

4.3、分析内容要求

（1）．观测仿真过程中原始基带信号波形、差分码波形、2DPSK信号波形、本地载波、解调端相乘器输出、低通滤波器输出、抽样判决输出波形以及码反变换后的输出波形。观测输入和输出波形的时序关系；

（2）．在2DPSK系统中，“差分编码／译码”环节的引入可以有效地克服接收提取的载波存在180°相位模糊度，即使接收端同步载波与发送端调制载波间出现倒相180°的现象，差分译码输出的码序列不会全部倒相。重新设置接收载波源的参数，将其中的相位设为180°，运行观察体会2DPSK系统时如何克服同步载波与调制载波间180°相位模糊度的。

（3）、利用建立的SystemView DPSK系统相干接收的仿真模型进行BER测试，产生该系统的BER曲线以此评估通信系统的性能；它以相干接收DPSK调制传输系统为误比特率分析对象，信道模型为加性高斯白噪声信道，利用全局参数链接功能通过设置循环来改变噪声功率得到不同信噪比下的误比特率。

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五. 仿真模型的建立及结果分析

5.1 仿真模型的建立

其总模型主要有以下几部分组成： 7.1.1 调制部分模块 2DPSK的调制系统是利用了异或门实现从绝对码到相对码的转换的。利用一个延时器将首先发送的一个绝对码元和其后的一个码元取模二加从而得到相对码。在仿真系统中，我们选择的是先得到相对码再利用和PSK码类似的单刀双掷开关，起到键控作用，将码元1对应180初始相位的载波输出，将码元0对应0初始相位的载波输出。180初始相位的载波是直接利用了一个反相器（其实也可以直接利用延迟半个载波周期）实现的。

基带信号码源是单极性非归零码，为了便于和输出码作对比，在观测基带码波形前加了一个延时器，通过观测到的两波形是否一一对应的反馈来决定延迟时间的大小。

5.2信道部分

在本次仿真系统中我们添加了高斯噪声，窄带干扰信道作为 对信号的干扰，在解调部分添加相应的误码检测模块来检验系统的抗噪性能。

5.3 解调部分模块

对于2DPSK信号可以用极性比较法和差分相干解调法两种解调方式，故有两种不同的解调模块。具体如下：

极性比较法： 经过带通滤波器后的，将本地载波信号与带通信号相乘，得到的高频信号经过低通滤波器滤波后，得到的滤波信号经过抽样判决可得到相对码码元波形，再经过最后的码反变换器还原出原始基带信号。由2PSK解调加差分译码，2PSK解调

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器将输入的2DPSK信号还原成相对码，再由差分译码器（码反变换器）把相对码转换成绝对码输出。

差分相干解调法： 它是直接比较前后码元的相位差而构成的，故也称为相位比较法解调。这种方法不需要码变换器，也不需要专门的相干载波发生器，因此设备比较简单、实用。延时电路的输出起着参考载波的作用。乘法器起着相位比较（鉴相）的作用。

六、设计内容原理简介

6.1、2DPSK系统组成原理

2DPSK系统组成原理如图3-1所示，系统中差分编、译码器是用来克服2PSK系统中接收提取载波的180°相位模糊度。

PN码 发生 器

差 分 2PSK 编码系 统 器 图6-1 2DPSK系统组成

差 分 译码输出

6.2、误比特率（BER：Bit Error Rate）

误比特率（BER：Bit Error Rate）是指二进制传输系统出现码传输错误的概率，也就是二进制系统的误码率，它是衡量二进制数字调制系统性能的重要指标，误比特率越低说明抗干扰性能越强。对于多进制数字调制系统，一般用误符号率（Symble Error Rate）表示，误符号率和误比特率之间可以进行换算，例如采用格雷编码的MPSK系统，其误比特率和误符号率之间的换算关系近似为：

Pb,MPSK?Ps,MPSKlog2M 10

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