通信系统课程systemview仿真设计1

1、MSK调制与解调一、实验目的1、掌握MSK的调制与相干解调的方法2、熟悉System View仿真软件的使用方法，会使用System View分析解决问题二、实验仪器1、计算机2、System View仿真软件 三、设计内容(一、最小频移键控(MSK最小频移键控(Minimum Shift Keying是二进制连续相位 FSK (CPFSK的一种特 例，它能够产生恒定包络、连续相位信号，具有正交信号的最小频率间隔，在相邻码元 交界处相位连续。所谓 最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数(0.5获得正交 信号;而快速”是指在给定同样的频带内,MSK能比2PSK的数据传输速率更高，且在 带外的频

2、谱分量要比2PSK衰减的快。1、MSK信号的时域表达式为ss k s s k c MSK T k t kT kT t T at f A t s 1(,(22cos (+?実？+-+=?nn式中,c f表示载波频率；A表示已调信号振幅；s T表示码兀宽度；ka表示第k个码元中的信息，其取值为1±2k k k k a n?表示直到s T k 1(-时的累积(记忆相位值。2、MSK信号具有如下特点：(1已调信号的振幅是恒定的；(2信号的频率偏移严格地等于4/(1s T，相应的调制指数2/1=h ;(3以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内准确地线性变化2/ n± ;在码元转换

3、时刻信号的相位是连续的，或者说,信号的波形没有突跳。3、MSK信号的 调制与解调方法：由于 t f t t f t t t f c c cn0n00n 2sin (端+?故OSMCOS 信号也可以看作是由两个彼此正交的载波t f cn 2&S f cn 2分i别被函数(cos t勻(sin t0进行振幅调制而合成的。已知(nnn0 2或 06,2(= =±=k k k skx a x t T a t因而?-=-=k s k k s x T t a t x T t t cos 2si n(si n cos 2cos(cosn0n0故MSK信号可表示为? ? ? ? ? -=t

4、f T t x a t f T t x A t s c s k k c s k MSK nnnn 2sin 2sin(cos 2cos 2cos(cos ( ss T k t kT 1(+<<式中，等号后面的第一项是同相分量，也称I分量;第二项是正交分量，也称Q分量。2/(coss T t和2/(sins T t称为加权函数(或称调制函数。k x cos是同相分量等效数据,k k x a cos -是正交分量的等效数据，它们都与原始输入数据有确定的关系。令 k k k k k Q x a I x =-=cos ,cos，可得? ? ? ? ? +=t T t Q t T t I A

5、 t s c s k c s k MSKwnwn sin 2sin( cos 2cos(s s T k t kT 1(+ 式中港 c f n。2=根据上式，可构成一种MSK调制器，其方框图如图1-1所示0 si) sin %图1.1 MSK调制器原理图M 磁倩号St f由于MSK信号调制指数较小，采用一般鉴频器方式进行解调误码率性能不太好 因此在对误码率有较高要求时大多采用相干解调方式。图 1.7是MSK信号相干解 调器原理图，其由相干载波提取和相干解调两部分组成。图1.2 MSK信号相干解调器原理图匚、仿真1、MSK信号的调制输入的二进制数据序列经过查分编码和串/并变换，变成两路速率减半的序

6、列 在经过加权函数输出同相分量（I x t和正交分量（Q x t ,分别对两个正交的载波进行 调制,相减即可得到需要的MSK信号。原理图如图1.1。根据原理图建立的MSK系统调制SystemView模型如下图所示；MSK调制与解调141 + 11= = *<» = 4 =III*o e c 一 DD :11差分编码IHLRoo¥：二;-有6 :斗y二01017-12 0-0-I串并变换:|msk调制图2.1调制部分SystemView仿真电路图各图符的设置：库/闭符杠称# 数0Library/PNScqA rrtp91 v.CNlhBMhiKite 19.23Hz J

7、Leefav Z J%&kHMgsL5OperatorLabranSrnpLcTRate - 1" 'r+JHz.ApertureHl3Labrary/XORGateDclayO割ec.Tlitfr3lwlds5<Xfc-5v,TrwOupLiL= L v-Fiiliwc Output-lv4Opci jinrGij)= 1 - Gutn L niLs.=iLine*d6.12,13OlieijlLsrLibnuy/Jh>lclGu»n= 1, 1制諒 V,tlut1 9OfXMhiir口 krufy/Sinpl DelaDebt产 1 间upl

8、e备 AiinhuilMaiWi RII LiImHial ConditecHiMlv8.9(ifXTaEnrOhrary/gviE*"*IkvimMiik By 21SSuurcr?mp=KB 1 rcq.Sr+JHifLibrary/Sinusoid19<5;>eipatorLibrary/DelayInterpolating* Delay=52+le-6 sec22SourceLihrary/SimtsoiciAmp= 1 v.Fjeq=76J8e+3Hz83OperatorLibrary/Linear SysButterworth Biindpass IR 3 P

9、oles. Lmv Fc=67.2e+3Hz.HiFc=86.4e+3Hz二进制原序列码元信息由图符0产生。其波形可由图符15观察窗进行观察。 图符14观察经过差分编码后的波形。图符 26观察MSK信号的波形。图符 154,158为模拟高斯噪声，加入到图符24,即信道中。MSK调制部分的仿真波形图2.1.1原码波形图2.1.2差分码波形*1Q|i*>3103zt*3TlM Lk S4C«hdlllylfc图2.1.3串/并变换前后波形对比图S'w2：差分码(t!4)0500e-B1e-31 5e-3Time in Seconds.円0:1驾入让ID)输入CtlO)01

10、1500e-61 1 1 11e31 1 11 5e-31 1 1 1 1 1图2.1.4I通道加权后波形审讯去差分码(t!4)01!500差分码(tl4)1,5e3wO:lS入让10)工输入仕LCD0i500e-61獸3图2.1.5 Q通道加权后波形0Ti»e0«O»e1e-S11 fi*-3会合玄書.2i-zi-二工5 » r-nmiiiMteC1832227ZbZ图2.1.6 l,Q支路已调信号与相加后 MSK信号2、MSK信号的解调根据原理图SystemView的仿真电路图如图5004-51e-31.54-3Time in SecondsW10;

11、 Q支路呂调信号(tl47)Q支路己调信号CH47)500e-61a31.5e 3jlllij Jibjlllli J.III111 ill k hlllii A ill. ill Ik Mlullh dllh dlh JIIljIIIIilllh A图2.2 MSK信号相干解调总仿真电路由右侧进入两个相乘器的信号正是已调 制的MSK信号。各图符的参数设置如表3031CommLibrary/Inlg-DmpContinuous, lntg Tiine=52Jc*6.Offset=0 stc3233OperatorRdte=9.6e+3H2I .ihiry 舌*GudeDda*OulpulR-I

12、 i -Fjbc!| vJM7.L-*al Vjili/ L uiJn.-|iHwilr* (JtbrTw. If>re»hr4fih.-Ijh：ClgirIJlrMyaiBuKlhK|wi- 1 >J1 V46-LitHY/EhlaIM 町4乱耳IWC1LillKKV.>Sui«lMNd41> Itt-严 2- W*141IbpiHraHwIldsyzjFM W屮IMLiYK lAbnrn-llnr ISttay-Owc .ThmiwidfN.T dw 1Ouviim 1 *J'43SuuisLilvjM>4,l,kf TfmiAi&

13、#187;r-11J-ILW-142r>11-6,00I- WJr ?Ii7 lMRIKIIFt%叫rF內鮭书彳卜.、l'iJi口C/nttlMil.ihnry<'町 *Iim、Cl I tMlh % Q »UTiJuciWf Mi-qlii H班由实验电路可以看出，本地载波使用costas提取。已调信号与本地载波相乘后 经积分清洗滤波器滤除高频分量，通过抽样判决恢复出l,Q支路的码元。再经过并 串变换恢复出差分码，但因毛刺较多，故加入一个去除毛刺电路恢复出原码。通过图 符47观察。MSK解调部分的仿真波形0OO1 世曰 T i iti«图2.2

14、.1 I支路积分清洗前波形-TOO* 口SODe O1 0i4e-3图2.2.2I支路积分清洗后波形I立盹积分店佻前茨卅OOe DI o书二£600 *-DI e«-T 1.Hi S ill S * C drid.£图2.2.3 Q支路积分清洗前波形节.:(t1TZ1900 e ©SOO«-3曰0021 O«-3T-i»« ta Second*图2.2.4 Q支路积分清洗后波形1jt>3QW«-3-W0«-3啪岀（ti I aJ3 * 口 x2E图2.2.5判决后I,Q支路波形与l,Q支路

15、原码波形对比图0OOe-©400e-© w0:ltn入（HO）wB:Q转岀（L41）刊乐I辂册吐旳）-Jo X|由1：Q輪入（til）I输出（t39）o4oo# eeooe-s1H1III11 2e-31.Se311I1112e*32%3III1110400e-BE.一 IHI.lI1IIii mi 11图2.2.6 I支路延时后信号波形|n| x|-wo：ittA(tio)SOOe O l.2e-310e 3Time in Seconds工输入(tio)oae-s w5： IIhUJ (t39)-|口卜| 1 wi:QKACtll)I输岀(t39)0400 e6eoo&#

16、171;6A.23USe*3iinn2t-32.4e3Hrii04O0e-8Si ii r1 mi11图2.2.7并串变换后信号波形 wo： ittA (no)工输入(tio)0400 e-6 SOOe-6 1 2e-316fi-32e32.4e-3-丄!H丄丄LII丄丄B-丄匚Time in Secondst TAiry*图2.2.8差分译码后波形示意图图229去除毛刺后波形 将图229与图2.1.1对比可得，解调输出波形与原波 形除在时间上约有3.6458e-4 s延迟外，基本数据信息都是与原码元序列相同的。 至此，二进制基带码元序列的 MSK的调制与解调过程就已经全部完成。四、总结通过这

17、次课程设计，使我对通信原理所学的知识有了更深层次的认识。对数字通信系统有了更广泛的了解。在此期间，我阅读了大量的相关书籍，较以往更深入 的学习了数字通信系统的一些知识，了解了数字通信系统发展的历史，也认清了数 字通信系统的发展前景。同时，还学到了一些先进的数字通信系统调制解调方式。 学会了仿真软件SystemView的使用。增强了实践能力，将书本上的理论通过仿 真，做了更进一步的研究学习。当然，在此期间，我也发现了自己不足的一些地 方，比如学习不够深入，思路不够开阔，动手能力不足等，这都需要我在以后的 学习中，通过实践，不断地克服。致谢在进行课程设计的这两周中，在仿真软件 SystemView的使用，电路的搭设，课程设计的结构方面，我都遇到了很多问题。我们的指导老师对我精心指导，耐心帮助，以及同学们的热心帮助使我在设计过 程中遇到的诸多困难都逐一解决，令我 不仅解决了问题，还增强了能力。在