2PSK与PCM仿真实验西电.docx
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2PSK与PCM仿真实验西电
通信原理研究报告
名称:
基于2PSK仿真与PCM仿真研究结果与测量分析
姓名:
班级:
目的
(1)深入理解()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。
内容
(一)
(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)通过相干解调完成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;
内容
(二)
(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编码方法实现模数转换;
(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。
方案
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。
具体方案建议:
PCM+2PSK(BPSK)
在2PSK中,通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。
因此,2PSK信号的时域表达式为:
式中,n表示第n个符号的绝对相位:
上式可以改写为:
2PSK信号的调制器原理方框图
模拟调制的方法:
键控法:
即发送二进制符号“1”时(an取+1),e2PSK(t)取0相位;发送二进制符号“0”时(an取-1),e2PSK(t)取相位(也可以反之)。
这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式,称为二进制(绝对)相移方式.
已调信号e2PSK(t)典型波形如下图:
2PSK信号的解调器(想干解调)原理方框图和波形图:
(一)2psk仿真波形输出结果及分析:
电路连接图
时域波形:
输入信号
信号通过开关之后
信号通过带通滤波器
信号通过低通滤波器后
输出信号
各信号功率谱密度
输入信号
经过开关
带通滤波器输出
低通滤波器输出
最终输出
接收端眼图
N=0
N=1
N=0.5
瀑布图
Token28带通滤波器的幅频特性曲线
Token25低通滤波器的幅频特性曲线
图符参数设置表
编号
名称
参数
26
Comm:
PNGen
RegLen=5
Taps=[2-5]
Seed=-1
Threshold=0
True=1
False=-1
MaxRate=440e+3Hz
22
Source:
PulseTrain
Amp=-1v
Freq=22e+3Hz
PulseW=22.7273e-6sec
Offset=500e-3v
Phase=0deg
MaxRate=440e+3Hz
29
Logic:
SPDT
SwitchDelay=0sec
Threshold=0v
Input0=t30Output0
Input1=t12Output0
Control=t26Output0
MaxRate=440e+3Hz
12
Source:
Sinusoid
Amp=1v
Freq=44e+3Hz
Phase=0deg
Output0=Sinet30t29
Output1=Cosine
MaxRate(Port0)=440e+3Hz
30
Operator:
Negate
MaxRate=440e+3Hz
2
Adder:
NonParametric
Inputsfromt9p0t29p0
Outputsto28
MaxRate=440e+3Hz
9
Source:
GaussNoise
StdDev=0v
Mean=0v
MaxRate=440e+3Hz
28
Operator:
LinearSys
ButterworthBandpassIIR
3Poles
LowFc=22e+3Hz
HiFc=66e+3Hz
QuantBits=None
InitCndtn=Transient
DSPModeDisabled
MaxRate=440e+3Hz
27
Source:
Sinusoid
Amp=1v
Freq=44e+3Hz
Phase=0deg
Output0=Sinet13
Output1=Cosine
MaxRate(Port0)=440e+3Hz
13
Multiplier:
NonParametric
Inputsfromt27p0t28p0
Outputsto25
MaxRate=440e+3Hz
25
Operator:
LinearSys
ButterworthLowpassIIR
3Poles
Fc=22e+3Hz
QuantBits=None
InitCndtn=Transient
DSPModeDisabled
MaxRate=440e+3Hz
3
Operator:
Delay
Non-Interpolating
Delay=0sec
=0.0smp
Output0=Delayt17
Output1=Delay-dT
MaxRate(Port0)=440e+3Hz
17
Operator:
Sampler
Interpolating
Rate=440e+3Hz
Aperture=0sec
ApertureJitter=0sec
MaxRate=440e+3Hz
18
Operator:
Hold
LastValue
Gain=1
OutRate=440e+3Hz
MaxRate=440e+3Hz
20
Logic:
Buffer
GateDelay=0sec
Threshold=0v
TrueOutput=1v
FalseOutput=0v
RiseTime=0sec
FallTime=0sec
MaxRate=440e+3Hz
结果分析:
我们采用的是树枝键控实现2PSK调制,利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,从而实现数字调制。
由结果可知,如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,它们应处于"同相"状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了。
如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为"反相"。
一般把信号振荡一次(一周)作为360度。
如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的相位差180度,也就是反相。
当传输数字信号时,"1"码控制发0度相位,"0"码控制发180度相位。
载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息。
结合图,与上述结果一致。
而且从三个眼图知,随着信噪比的增加,眼图质量越来越好
遇到的问题:
一开始实验产生的功率谱图不好看,太稀,经老师指导后,知道了可以把“stoptime”调的大一点图就看上去就好看多了。
(二)Pcm仿真波形输出结果及分析:
电路连接图
时域波形:
输入信号
输出信号
主要信号的功率谱密度:
输入信号
输出信号
瀑布图:
Token12低通滤波器幅频特性
Token63带通滤波器幅频特性
Token60低通滤波器幅频特性
图符参数设置表
编号
名称
参数
0
Source:
Sinusoid
Amp=1v
Freq=100Hz
Phase=0deg
Output0=Sinet3
Output1=Cosine
MaxRate(Port0)=440e+3Hz
1
Source:
Sinusoid
Amp=1v
Freq=200Hz
Phase=0deg
Output0=Sinet3
Output1=Cosine
MaxRate(Port0)=440e+3Hz
2
Source:
Sinusoid
Amp=1v
Freq=300Hz
Phase=0deg
Output0=Sinet3
Output1=Cosine
MaxRate(Port0)=440e+3Hz
3
Adder:
NonParametric
Inputsfromt0p0t1p0t2p0
Outputsto46
MaxRate=440e+3Hz
6
Comm:
Compander
A-Law
MaxInput=±5
MaxRate=440e+3Hz
8
Logic:
ADC
Two'sComplement
GateDelay=0sec
Threshold=500e-3v
TrueOutput=1v
FalseOutput=0v
No.Bits=8
MinInput=-5v
MaxInput=5v
RiseTime=0sec
Analog=t6Output0
Clock=t14Output0
Output0=Q-0t24
Output1=Q-1t25
Output2=Q-2t26
Output3=Q-3t27
Output4=Q-4t28
Output5=Q-5t29
Output6=Q-6t30
Output7=Q-7t31
Output8=Q-8
Output9=Q-9
Output10=Q-10
Output11=Q-11
Output12=Q-12
Output13=Q-13
Output14=Q-14
Output15=Q-15
MaxRate(Port0)=440e+3Hz
14
Source:
PulseTrain
Amp=1v
Freq=2.75e+3Hz
PulseW=181.818e-6sec
Offset=-500e-3v
Phase=0deg
MaxRate=440e+3Hz
16
Operator:
Sampler
Interpolating
Rate=55e+3Hz
Aperture=0sec
ApertureJitter=0sec
MaxRate=55e+3Hz
41
Comm:
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- PSK PCM 仿真 实验
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