工作文档通信原理-基于SystemView软件的2DPSK系统仿真设计

1、序 言SystemView是基于PC的系统设计和仿真分析的软件工具。主要用于现代电路与通信系统设计、模拟的动态分析系统，它是一个功能强大、有多种用途的工具平台，具有大量可提供的库用来构成各种复杂系统，包括根本库和专业库。它还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统数据和波形。SystemView提供开各种系统的模拟和数字工具。这些系统包括信号处理，通行和控制系统，以及线性和非线性系统模型。而我这次的课程设计就是基于SystemView软件的2DPSK系统仿真设计，要学会运用SystemView，理解2DPSK系统的原理，知道如何解调和调制，并用SystemView进行设计，这次设计需要个人

2、独立完成。第 1 章System View软件介绍 System View软件概述SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地参加注释。利用System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终

3、以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。SystemView的库资源十分丰富，包括含假设干图标的根本库Main Library及专业库(Optional Library)，根本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯Communication、逻辑Logic、数字信号处理DSP、射频/模拟RF/Analog等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路混合器、放大器、RLC电路、运放电路等进行理论分析和失真分析。System View能自动执行系统连接检查，给出连接错

4、误信息或尚悬空的待连接端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。System View的另一重要特点是它可以从各种不同角度、以不同方式，按要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器各指标之间的转换。在系统设计和仿真分析方面，System View还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。 System View的操作System View的用户环境进入System View 后，屏幕上首先出现设计窗口，所有系统的设计、搭

5、建等根本操作，都是在设计窗口内完成的。在设计窗口中间的大片区域就是设计区域，也就是供用户搭建各种系统的地方。在设计窗口的最上端一行是下拉式命令菜单行，通过调用这些菜单可以执行System View的各项功能；设计窗口中菜单行的下面，紧邻在设计区域上端一行是工具栏，它包含了在系统设计、仿真中可能用到的各种操作按钮；在工具栏的最右端是提示信息，当鼠标置于某一工具按钮上时,在该处会显示对该按钮的说明和提示信息；紧邻在设计区域左端是各种器件图标库，下面介绍些常用的几个库图标：图标名称作用信号源用于产生系统输入信号，包括周期性信号Periodic、噪声及伪随机信号Noise/PN、非周期信号Aperio

6、dic、加载外部信号Import。算子库算子库中的每个图标相当于一个算子，把输入数据作为运算自变量进行某种运算或变换，包括滤波器/系统Filter/System、逻辑运算Logic、采样/保持器Sample/Hold、延迟器Delay、增益Gain/Scale等。乘法器完成几个输入信号的乘法运算，最多可有20个输入。分析窗分析窗库中包括各种信号接收器图标。用来实现信号收集、显示、分析、数据处理以及输出等功能，它是用户观察系统运行结果的窗口。System View的操作步骤(一) 选择设置信号源Source选中该图标并按住鼠标左键将其拖至设计区内，这时所选中的图标会出现在设计区域中。双击设计窗口

7、中的图标后，弹出的对话框，通过 Periodic Noise/PN Aperiodic和Import按钮进行分类选择和调用。选中后单击对话框中的参数按钮 Parameters，在出现的参数设置对话框中设置幅度、频率、相位。完成后分别单击参数设置和源库对话框的按钮 OK ，从而完成该图标的设置。二 选择设置分析窗Sink当需要对系统中各测试点或某一图标输出进行观察时，那么应放置一个分析窗Sink图标，一般将其设置为“Analysis属性。Analysis图标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标之一。具体操作和信号源设置类似。三 系统定时System TimeSystem V

8、iew系统是一个离散时间系统。在每次系统运行之前，首先需要设定一个系统频率。各种仿真系统运行时，是先对信号以系统频率进行采样，然后按照系统对信号的处理计算各个采样点的值，最后在输出时，在分析窗内，按要求画出各个点的值或拟合曲线。所以，系统定时是系统运行之前一个必不可少的步骤。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。 当在系统设计区域完成设计输入操作后，单击“系统定时(System Time) 按钮，此时将出现系统定时设置System Time Specification对话框，如图1.19所示。用户需要设置几个参数框内的参数，包括 起始时间Start

9、 Time和终止时间Stop Time，采样率Sample Rate、采样间隔Time Spacing和采样点数No. of Samples，频率分辨率Freq.Res.，自动标尺，系统循环次数No. of System Loops。需要注意的是采样率，一般为了获得较好的仿真波形，系统的采样率应设为系统信号最高频率的5至7倍。当采样率为系统信号最高频率的10倍以上时，仿真波形就几乎没有失真了。第 2 章2DPSK的工作原理2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。它是为了解决2PS信号解调过程的反向工作问题而提出来的。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与之

10、间的关系为：= 0, 表示数字信息“0 , 表示数字信息“12.1 2DPSK的调制系统2DPSK信号的实现方法：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。调制过程和波形如下：2.2 2DPSK的解调系统2DPSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能相干解调。它可以用相干解调法方式极性比拟法，但由于它对载波的同步性要求比拟高，不容易实现，所以本次设计使用了差分相干解调法方式相位比拟法。其解调原理是直接比拟前后码元的相位差，从而恢复发送的二进制数字信息。由于解调的同时完成了

11、码反变换作用， 故解调器中不需要码反变换器。由于差分相干解调方式不需要专门的相干载波，因此是一种非相干解调方法。 第 3 章基于System View软件2DPSK仿真设计Token0：PN码源，参数为Amp1v、Offset0v、Rate100Hz、No.of levels2；Token1，4,27,10,19,26,13Realtime观察窗；Token5、9：乘法器Token 24 弦载波信号源，参数：Amp1v、Offset0v、Rate1000Hz；Token25：带通滤波器，上限频率为1100 Hz，下限频率为900 Hz；Token12：低通滤波器，截止频率为100 Hz；Tok

12、en11：比拟器；Token20：门限，值为0。Token11和Token20两个器件构成判决，当大于等于0时输出为0，小于0时输出为1。 带通的设置 低通的设置比拟器的设置系统定时的设置进行系统定时，将Sample Rate设置为系统最高频率的10倍，即为10000Hz；No.of Sample那么可根据实际情况进行改变；其它可以忽略，会自动设置。3.2 仿真及分析系统仿真如下列图：乘法器输出以上波形从上到下依次是基带信号波形、差分编码波形、2DPSK波形、带通输出波形、相乘输出波形、低通输出波形、比拟抽样判决后的数据输出波形。差分编码时，编码输出的码在系带信号为1时相位即变反。调制时，双极

13、性输入信号通过载波形成2DPSK信号，通过波形可以看出，0相表示1，相表示0。解调时，通过带通滤波，载波移位相乘，低通滤波，比拟判决角，最后的数据输出与开始的输入信号相同，有一定的延时，说明设计是正确的。分析：2DPSK信号差分相干解调不需要专门的相干载波，之需要由收到的2DPSK信号延时一个码元宽度Ts，然后与2DPSK信号本身相乘。相乘器起着相位比拟的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经过低通滤波后在比拟判决后，即可直接恢复出原始数字恢复信息故解调器中不需要码反变换器。2DPSK系统是一种实用的数字调相系统， 但其抗加性白噪声性能比2PSK的要差。 2DPSK的功率谱：体会与建议 通过对2DPSK调制方式的复习，对调制解调的理论知识有了更深的理解；而对仿真软件SystemView学习，学会了运用这个软件；由于两方面的学习和探索，经过屡次测试最终完成设计任务。培养了实际动手能力，增强了将书本知识转化为实践设计能力。在此次实习中也遇到不少问题，如一开始对软件的不了解，对根据原理图来在Systemview上画模拟的仿真电路图不清楚。最后通过同学的帮助和自己的努力终于了解弄清楚，最终完成了课设。通过本次实习，我收获了不少东西。熟悉了Systemview仿真软件，知道了Systemview是什么，学会了简单的运用，能用它设计简易的模拟电路图并进行仿真，更重要的是培