通信系統(tǒng)課程systemview仿真設(shè)計1

1、MSK調(diào)制與解調(diào)一、實驗?zāi)康?、掌握MSK的調(diào)制與相干解調(diào)的方法2、熟悉System View仿真軟件的使用方法，會使用System View分析解決問題二、實驗儀器1、計算機2、System View仿真軟件 三、設(shè)計內(nèi)容(一、最小頻移鍵控(MSK最小頻移鍵控(Minimum Shift Keying是二進制連續(xù)相位 FSK (CPFSK的一種特 例，它能夠產(chǎn)生恒定包絡(luò)、連續(xù)相位信號，具有正交信號的最小頻率間隔，在相鄰碼元 交界處相位連續(xù)。所謂 最小”是指這種調(diào)制方式能以最小的調(diào)制指數(shù)(0.5獲得正交 信號;而快速”是指在給定同樣的頻帶內(nèi),MSK能比2PSK的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，且在 帶外的頻

2、譜分量要比2PSK衰減的快。1、MSK信號的時域表達式為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表示載波頻率；A表示已調(diào)信號振幅；s T表示碼兀寬度；ka表示第k個碼元中的信息，其取值為1±2k k k k a n?表示直到s T k 1(-時的累積(記憶相位值。2、MSK信號具有如下特點：(1已調(diào)信號的振幅是恒定的；(2信號的頻率偏移嚴格地等于4/(1s T，相應(yīng)的調(diào)制指數(shù)2/1=h ;(3以載波相位為基準的信號相位在一個碼元期間內(nèi)準確地線性變化2/ n± ;在碼元轉(zhuǎn)換

3、時刻信號的相位是連續(xù)的，或者說,信號的波形沒有突跳。3、MSK信號的 調(diào)制與解調(diào)方法：由于 t f t t f t t t f c c cn0n00n 2sin (端+?故OSMCOS 信號也可以看作是由兩個彼此正交的載波t f cn 2&S f cn 2分i別被函數(shù)(cos t勻(sin t0進行振幅調(diào)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信號可表示為? ? ? ? ? -=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，等號后面的第一項是同相分量，也稱I分量;第二項是正交分量，也稱Q分量。2/(coss T t和2/(sins T t稱為加權(quán)函數(shù)(或稱調(diào)制函數(shù)。k x cos是同相分量等效數(shù)據(jù),k k x a cos -是正交分量的等效數(shù)據(jù)，它們都與原始輸入數(shù)據(jù)有確定的關(guān)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=根據(jù)上式，可構(gòu)成一種MSK調(diào)制器，其方框圖如圖1-1所示0 si) sin %圖1.1 MSK調(diào)制器原理圖M 磁倩號St f由于MSK信號調(diào)制指數(shù)較小，采用一般鑒頻器方式進行解調(diào)誤碼率性能不太好 因此在對誤碼率有較高要求時大多采用相干解調(diào)方式。圖 1.7是MSK信號相干解 調(diào)器原理圖，其由相干載波提取和相干解調(diào)兩部分組成。圖1.2 MSK信號相干解調(diào)器原理圖匚、仿真1、MSK信號的調(diào)制輸入的二進制數(shù)據(jù)序列經(jīng)過查分編碼和串/并變換，變成兩路速率減半的序

6、列 在經(jīng)過加權(quán)函數(shù)輸出同相分量（I x t和正交分量（Q x t ,分別對兩個正交的載波進行 調(diào)制,相減即可得到需要的MSK信號。原理圖如圖1.1。根據(jù)原理圖建立的MSK系統(tǒng)調(diào)制SystemView模型如下圖所示；MSK調(diào)制與解調(diào)141 + 11= = *<» = 4 =III*o e c 一 DD :11差分編碼IHLRoo¥：二;-有6 :斗y二01017-12 0-0-I串并變換:|msk調(diào)制圖2.1調(diào)制部分SystemView仿真電路圖各圖符的設(shè)置：庫/閉符杠稱# 數(shù)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產(chǎn) 1 間upl

8、e備 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二進制原序列碼元信息由圖符0產(chǎn)生。其波形可由圖符15觀察窗進行觀察。 圖符14觀察經(jīng)過差分編碼后的波形。圖符 26觀察MSK信號的波形。圖符 154,158為模擬高斯噪聲，加入到圖符24,即信道中。MSK調(diào)制部分的仿真波形圖2.1.1原碼波形圖2.1.2差分碼波形*1Q|i*>3103zt*3TlM Lk S4C«hdlllylfc圖2.1.3串/并變換前后波形對比圖S'w2：差分碼(t!4)0500e-B1e-31 5e-3Time in Seconds.円0:1駕入讓ID)輸入CtlO)01

10、1500e-61 1 1 11e31 1 11 5e-31 1 1 1 1 1圖2.1.4I通道加權(quán)后波形審訊去差分碼(t!4)01!500差分碼(tl4)1,5e3wO:lS入讓10)工輸入仕LCD0i500e-61獸3圖2.1.5 Q通道加權(quán)后波形0Ti»e0«O»e1e-S11 fi*-3會合玄書.2i-zi-二工5 » r-nmiiiMteC1832227ZbZ圖2.1.6 l,Q支路已調(diào)信號與相加后 MSK信號2、MSK信號的解調(diào)根據(jù)原理圖SystemView的仿真電路圖如圖5004-51e-31.54-3Time in SecondsW10;

11、 Q支路呂調(diào)信號(tl47)Q支路己調(diào)信號CH47)500e-61a31.5e 3jlllij Jibjlllli J.III111 ill k hlllii A ill. ill Ik Mlullh dllh dlh JIIljIIIIilllh A圖2.2 MSK信號相干解調(diào)總仿真電路由右側(cè)進入兩個相乘器的信號正是已調(diào) 制的MSK信號。各圖符的參數(shù)設(shè)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亂耳IWC1LillKKV.>Sui«lMNd41> Itt-嚴 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(nèi)鮭書彳卜.、l'iJi口C/nttlMil.ihnry<'町 *Iim、Cl I tMlh % Q »UTiJuciWf Mi-qlii H班由實驗電路可以看出，本地載波使用costas提取。已調(diào)信號與本地載波相乘后 經(jīng)積分清洗濾波器濾除高頻分量，通過抽樣判決恢復(fù)出l,Q支路的碼元。再經(jīng)過并 串變換恢復(fù)出差分碼，但因毛刺較多，故加入一個去除毛刺電路恢復(fù)出原碼。通過圖 符47觀察。MSK解調(diào)部分的仿真波形0OO1 世曰 T i iti«圖2.2

14、.1 I支路積分清洗前波形-TOO* 口SODe O1 0i4e-3圖2.2.2I支路積分清洗后波形I立盹積分店佻前茨卅OOe DI o書二£600 *-DI e«-T 1.Hi S ill S * C drid.£圖2.2.3 Q支路積分清洗前波形節(jié).:(t1TZ1900 e ©SOO«-3曰0021 O«-3T-i»« ta Second*圖2.2.4 Q支路積分清洗后波形1jt>3QW«-3-W0«-3啪岀（ti I aJ3 * 口 x2E圖2.2.5判決后I,Q支路波形與l,Q支路

15、原碼波形對比圖0OOe-©400e-© w0:ltn入（HO）wB:Q轉(zhuǎn)岀（L41）刊樂I輅冊吐旳）-Jo X|由1：Q輪入（til）I輸出（t39）o4oo# eeooe-s1H1III11 2e-31.Se311I1112e*32%3III1110400e-BE.一 IHI.lI1IIii mi 11圖2.2.6 I支路延時后信號波形|n| x|-wo：ittA(tio)SOOe O l.2e-310e 3Time in Seconds工輸入(tio)oae-s w5： IIhUJ (t39)-|口卜| 1 wi:QKACtll)I輸岀(t39)0400 e6eoo&#

16、171;6A.23USe*3iinn2t-32.4e3Hrii04O0e-8Si ii r1 mi11圖2.2.7并串變換后信號波形 wo： ittA (no)工輸入(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*圖2.2.8差分譯碼后波形示意圖圖229去除毛刺后波形 將圖229與圖2.1.1對比可得，解調(diào)輸出波形與原波 形除在時間上約有3.6458e-4 s延遲外，基本數(shù)據(jù)信息都是與原碼元序列相同的。 至此，二進制基帶碼元序列的 MSK的調(diào)制與解調(diào)過程就已經(jīng)全部完成。四、總結(jié)通過這

17、次課程設(shè)計，使我對通信原理所學(xué)的知識有了更深層次的認識。對數(shù)字通信系統(tǒng)有了更廣泛的了解。在此期間，我閱讀了大量的相關(guān)書籍，較以往更深入 的學(xué)習(xí)了數(shù)字通信系統(tǒng)的一些知識，了解了數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)展的歷史，也認清了數(shù) 字通信系統(tǒng)的發(fā)展前景。同時，還學(xué)到了一些先進的數(shù)字通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)方式。 學(xué)會了仿真軟件SystemView的使用。增強了實踐能力，將書本上的理論通過仿 真，做了更進一步的研究學(xué)習(xí)。當然，在此期間，我也發(fā)現(xiàn)了自己不足的一些地 方，比如學(xué)習(xí)不夠深入，思路不夠開闊，動手能力不足等，這都需要我在以后的 學(xué)習(xí)中，通過實踐，不斷地克服。致謝在進行課程設(shè)計的這兩周中，在仿真軟件 SystemView的使用，電路的搭設(shè)，課程設(shè)計的結(jié)構(gòu)方面，我都遇到了很多問題。我們的指導(dǎo)老師對我精心指導(dǎo)，耐心幫助，以及同學(xué)們的熱心幫助使我在設(shè)計過 程中遇到的諸多困難都逐一解決，令我 不僅解決了問題，還增強了能力。在