大连理工大学通信系统仿真实验

1、大连理工大学实验报告学院（系）： 电信学部 专业： 电子信息工程 班级： 姓 名： 学号： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 实验二: 差分编码、译码器一、 实验目的和要求1、 学习利用SystemView 进行数字通信系统仿真分析时主要涉及的概念和操作方法。2、 通过分析理解差分编码译码的基本工作原理。二、 实验原理和内容创建一对二进制差分编码译码器，以PN 码作为二进制绝对码，码速率Rb100bit/s。分别观测绝对码序列、差分编码序列、差分译码序列，并观察差分编码是如何克服绝对码全部反相的，以便为分析2DPSK 原理做铺垫。二进制差分编码器和译码器组成如图2-2-1 所示，其中：an为

2、二进制绝对码序列，dn为差分编码序列，D 触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView 中此延迟环节一般可不使用D 触发器，而是使用操作库中的“延迟图符块”。图2-1、差分编码/译码框图三、 主要仪器设备SystemView工具平台四、 实验步骤与操作方法第1 步：进入SystemView 系统视窗，设置“时间窗”参数如下： 运行时间：Start Time: 0 秒；Stop Time: 0.3 秒； 采样频率：Sample Rate=10000Hz。第2 步：首先创建如图2-2 所示的仿真分析系统，主要图符块参数如便笺所示。其中，Token6 和Token7 都是来自操作库的“数

3、字采样延迟块”，由于系统的采样频率为10000Hz，绝对码时钟频率为100Hz，故延迟一个码元间隔需100 个系统采样时钟。第3 步：观察编、译码结果。在分析窗下，观察差分编码器输入（绝对码）、差分编码输出及差分译码输出序列。第4 步：得到仿真结果后，将差分编码器与差分译码器之间插入一个非门（NOT），再看仿真结果。可以观察到，差分编码和译码方式可以克服编码输出序列的全反相，差分译码序列与不反相的相同。充分理解了这一原理，就能很快理解2DPSK 是如何解决载波180°相位模糊问题，同时将有助于读者自行创建包含差分编码与译码的2DPSK 系统。第5步：将“数字采样延迟块” Token6

4、 和Token7换成D触发器，观察差分编码器输入（绝对码）、差分编码输出及差分译码输出序列，并分析结果。图2-2、差分编码/译码器仿真分析系统五、 实验数据记录和处理输入PN序列（0）参数：振幅为0.5V，频率为100Hz；采样频率为10000 Hz；观察时间范围为00.3s。1、 延时环节为延迟图符块的Smpl Delay差分编码过程abc图2-3、为编码输出序列，为延时序列，为输入PN序列差分译码过程abc图2-4、为输入PN序列，为编码输出序列，为译码输出序列实验结果分析： 图2-3描述了差分编码的过程，即PN序列与编码输出的延时异或，便可实现差分编码；而图2-4描述了绝对码、差分编码、

5、差分译码的波形，译码过程为编码输出序列的前后码异或，这样在信道中传输的就是相对码。从图中还可以看出，译码输出序列出现毛刺，这是由于延时器件本身的工作延时，大致延时宽度为0.01s.2、 差分编码、译码器克服全反相分析图2-5、差分编码器与差分译码器之间插入一个非门的分析系统abcd图2-6、为输入序列，为编码输出序列，为反相器输出序列，为译码输出序列实验结果分析： 分析上两组图可知，即使编码输出的序列在传输过程中出现全反相，译码输出还是正确的发送序列，这是因为译码过程是根据接收信号的前后码的相对关系来译码的，而全反相只改变每个码本身，而不改变码与码之间的关系。这也是2DPSK 解决载波180&

6、#176;相位模糊的原理。3、延时环节为D触发器图2-7、延时器为D触发器的分析系统编码过程abc图2-8、为输入PN序列，为延时器输出序列，c为编码输出序列译码过程abc图2-9、为输入PN序列，为编码输出序列，c为译码输出序列实验结果分析： 如图2-7所示，将延时单元换成D触发器，其中clear、set端接高电平，使之无效，clk设置为100Hz，这样输入DATA保持一个码元周期输出给Q，达到延时作用。从编码和译码过程可以看出，编码和译码输出序列都有毛刺产生。3、 编码、译码过程毛刺的解决方案将操作库（Operator Library）里的XOR门换成逻辑库（Logic Library）里

7、的XOR门， 差分编码、译码过程abc图2-10、为输入序列，为编码输出序列，c为译码输出序列实验结果分析： 由图2-11可以看出，经处理后，编码、译码输出序列没有毛刺。我采用的方法是将之前使用的操作库（Operator Library）异或门改为逻辑库（Logic Library）里的异或门，这样可以消除软件遗存的时延，即使再改用操作库（Operator Library）异或门，也没有毛刺出现，这是软件本身造成的。六、 实验结果与分析通过差分编码的方式可以很大程度上客服相位模糊的问题。并且，对于反向的控制也可以做到很好的效果。大连理工大学实验预习报告学院（系）： 电信学部 专业： 电子信息工

8、程 班级： 姓 名： 学号： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 实验三: 二进制相移键控系统一、 实验目的分析二进制移相键控系统的工作原理，特别注意2DPSK 系统是如何解决同步载波180°相位模糊问题的。二、 实验要求和内容实验内容：创建2PSK 和2DPSK 系统。相干接收2PSK 系统组成如图3-1-1 所示：对2PSK 信号相干接收的前提是首先进行载波提取，可采用平方环或科斯塔斯环来实现。为分析方便起见，在本实验中可直接在收端设置一个与发送端同步的本地载波源。另外，本实验中暂不考虑位同步提取问题。2DPSK 系统组成原理如图3-1-2 所示，系统中差分编、译码器是用来克服2

9、PSK 系统中接收提取载波的180°相位模糊度。三、 实验步骤相干接收2PSK 系统1、按照图3-1-1 所示系统，创建仿真系统如图3-1-3 所示。设置系统运行时间：0-0.3 秒；采样频率10000Hz。PN 码速率为100Hz，载波频率为1000Hz；收、发正弦载波源的相位均为0。其中，Token 0 为双极性PN 码源； Token2 和Token6 是彼此同步的载波源；Token8 为过零比较器（a>b 模式）；Token9 是幅度和频率均为0 的正弦源，作为过零门限电平（比较器b 输入）；Token7 为3 阶100Hz 截止频率的低通滤波器（比较器a 输入）。2、

10、分析内容要求 观察Token10、11、12、13 处的时域波形，看解调是否正确？观察Token11 处的功率谱； 在2PSK 系统中，接收提取的载波存在180°相位模糊度，这是载波提取电路存在的固有问题，一旦接收端提取的载波与发送端调制载波倒相，解调出的码序列将全部倒相。重新设置接收载波源的参数，将其中的相位设为180°，运行后再观察解调的结果。差分相干接收2PSK 系统1、 创建仿真系统如图3-1-4 所示。其中，Token23、1、2 组成差分编码器，Token13、14、15 为差分译码器，设置系统运行时间：00.3 秒、采样速率为10000Hz。其中，Token0

11、 为单极性PN 码源；Token23、13 为采样器（采样速率为100Hz）；Token3、16为保持器；Token2 为放大器（Gain1）、Token14 为数字延迟器（延迟1 个Sample）；Token4、24、17 为比较器（a>b 模式）， Token5、18 设为0V 直流电平（Token4 的输入b），Token25设为0V 直流电平（Token24 的输入b）。Token4、17 输出为双极性码、Token24 输出为单极性码；Token10、11 为彼此同步的载波源（Amp1V、Freq1000Hz、Phase = 0°）；Token7、8 组成加性高斯噪声信道；Token19、20、21、22 为信宿接收分析器。2、分析内容要求 观察Token19、20、21、22 处的时域波形； 在2DPSK 系统