基于System-view的2ASK調制系統(tǒng)設計

xxxxxxxxxxxxxxx播送電視方向課程設計基于Systemview的2ASK調制系統(tǒng)設計學生姓名學號所在學院專業(yè)名稱班級指導教師成績Xxxxxxxxxxxxx二○一五年五月學生姓名學生學號學生專業(yè)學生班級指導教師職稱發(fā)題日期2023年3月20日完成日期2023年5月12日設計題目基于systemview的2ASK調制系統(tǒng)設計設計目的：熟練掌握SystemView的操作及應用，對所學的通信系統(tǒng)知識進行穩(wěn)固，并與實際相結合。具體任務及要求：[1]利用SystemView仿真軟件實現(xiàn)2ASK的調制設計[2]深入理解2ASK的調制原理[3]熟練應用SystemView仿真軟件課程設計進度安排：序號內容安排時間1收集資料，確定實施方案2系統(tǒng)設計和軟件設計3整理資料，編寫設計報告4完成定稿，打印設計報告課程設計參考文獻：[1]張會生,現(xiàn)代通信系統(tǒng)原理,北京高等教育出版社,2003,P15-30[2]林理明,數(shù)字通信技術,北京高等教育出版社,2006,P26-58[3]曹志剛、錢亞生編著，現(xiàn)代通信原理，清華大學出版社，1992，P45-50[4]李東升,SystemView系統(tǒng)設計與仿真入門與應用,電子工業(yè)出社,2002,P32-45指導教師簽字院長審核簽字基于systemview的2ASK調制系統(tǒng)設計內容摘要：隨著科學的開展，現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信傳輸距離遠、通信容量大、傳輸質量好等特點。作為其關鍵技術之一的調制技術一直是人們研究的一個重要方向。從最早的模擬調幅調頻技術的日趨完善，到現(xiàn)在數(shù)字調制技術的廣泛應用。使得信息的傳輸更為有效和可靠。二進制數(shù)字振幅鍵控是一種古老的調制方式，也是各種數(shù)字調制的根底。本設計主要是利用SystemView仿真軟件平臺，設計一個2ASK調制系統(tǒng)，用示波器觀察調制前后的信號波形，并將其記錄下來，分析該系統(tǒng)的性能。通過SystemView的仿真功能模擬實際中的2ASK調制。本課題研究的是基于SystemView的2ASK調制器設計。文中將對調制的方法進行簡單的介紹，選擇出適宜的方法完成設計。關鍵詞：SystemView調制2ASK2ASKmodulationsystemviewsoftware-basedsystemdesignAbstract：Withthedevelopmentofscience,moderncommunicationsystemsrequirecommunicationtransmissiondistance,largecommunicationcapacity,bettertransmissionqualityandothercharacteristics.Asoneofthekeytechnologiesofmodulationtechnologyithasbeenanimportantdirectionforresearchers.FromtheearliestmaturingAMFManalogtechnology,nowwidelyusedindigitalmodulationtechniques.Sothatthetransmissionofinformationmoreefficientandreliable.Binarydigitalamplitudeshiftkeyingmodulationisanoldmodel,whichisthebasisofavarietyofdigitalmodulation.ThisdesignistheuseofSystemViewsimulationsoftwareplatformtodesigna2ASKmodulationsystem,modulationoscilloscopesignalwaveformbeforeandafter,andrecorded,analyzedtheperformanceofthesystem.SystemViewsimulationfunctionalsimulationofactual2ASKmodulation.TheresearchisbasedonSystemView2ASKmodulatordesign.Thispaperwillmodulationmethodbriefintroduction,choosetheappropriatemethodtocompletethedesign.Keywords：SystemViewmodulation2ASK 目錄前言11通信系統(tǒng)的分類21.1通信系統(tǒng)的一般模型21.2數(shù)字通信系統(tǒng)31.3模擬通信系統(tǒng)42SystemView的功能簡介52.1SystemView的簡介52.2SystemView的用戶環(huán)境62.2.1Systemview的設計窗口6SystemView的操作步驟72.3系統(tǒng)定時〔SystemTime〕82.4SystemView的應用領域82.5SystemView的特點8強大的仿真設計系統(tǒng)9豐富的庫資源9開放友好的用戶界面9靈活的硬件設計接口9智能化的輔助設計10動態(tài)的分析和后處理102.6SystemView的功能102.7SystemView的根本使用122.8SystemView的系統(tǒng)定時窗口1332ASK調制根本原理143.12ASK的定義153.22ASK的調制153.32ASK功率譜密度164基于SystemView的調制系統(tǒng)設計174.12ASK的信號調制1752ASK調制系統(tǒng)分析216結束語21基于systemview的2ASK調制系統(tǒng)設計前言隨著現(xiàn)代通信技術的不斷開展，無線移動通信技術已日趨完善。通信作為社會的根本設施和必要條件，引起的世界各國的廣泛關注，通信的目的就是從一方向另一方傳送信息，給對方以信息，但是消息的傳送一般都不是直接的，它必須借助于一定形式的信號才能便于遠距離快速傳輸和進行各種處理。計算機的出現(xiàn)在現(xiàn)代通信技術的各種媒體中占有獨特的地位，計算機在當今社會的眾多領域里不僅為各種信息處理設備被使用，而且它與通信向結合，使電信業(yè)務更加豐富。Systemview是一個用于現(xiàn)代工程與科學系統(tǒng)設計及仿真的動態(tài)系統(tǒng)分析平臺，無論是濾波的設計、信號分析與處理、完整通信系統(tǒng)的設計與仿真，還是一般系統(tǒng)的數(shù)學模型建立等各個領域，Systemview均能為用戶提供一個精密的嵌入式分析工具。1通信系統(tǒng)的分類1.1通信系統(tǒng)的一般模型實現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術設備和傳輸媒質的總和稱為通信系統(tǒng)。圖1-1描述了一個點與點之間的通信系統(tǒng)模型。通信的過程就是把發(fā)送端信息傳送或交換到接收端的過程。圖1.1-1通信系統(tǒng)的一般模型圖中1.1-1中，信息源產(chǎn)生信息流，其作用是把各種信息轉換成原始電信號，稱為消息信號或基帶信號?；鶐盘柕奶攸c是信號頻譜從零頻附近開始，具有低通形式。機、電視機、攝像機等各種模擬終端設備和電傳機、計算機等各種數(shù)字終端設備就是信源。前者是模擬信源，輸出模擬信號；后者是數(shù)字信源，輸出離散的數(shù)字信號。發(fā)送設備的根本功能是將信源和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的信息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場合，調制是常見的變換方式。對數(shù)字通信來說，發(fā)送設備常常又可分為信源編碼與信道編碼。信道是指傳輸信號的物理媒質。在無線信道中，信道可以是大氣，在有線信道中，信道可以是明線、電纜或光纖。有線與無線均有多種物理媒質。媒質的固有特性及引入的干擾與噪聲直接關系到通信的質量。根據(jù)研究對象的不同，需要對實際的物理媒質建立不同的數(shù)字模型，以及反映傳輸媒質對信號的影響，噪聲是通信設備中各種設備以及信道中所固有的，通常是人們所不希望的。噪聲的來源是多樣的，它可以分為內部噪聲和外部噪聲，而且外部噪聲往往是從信道引入。因此，為了分析方便，便把噪聲源視為各處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象參加到信道。接收設備的根本功能是完成發(fā)送設備的反變換，即進行解調、譯碼、解碼等。它的任務是從帶有干擾的接收信號中正確恢復出相應的原始基帶信號來，對于多路復用信號，還包括解除多路復用，實現(xiàn)正確分路、受信者是傳輸信息的接收終端，其作用是將復原的原始信號轉換成相應的消息。1.2數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)是傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)。數(shù)字通信涉及信源編碼/譯碼、信道編碼/譯碼、數(shù)字調制/解調、數(shù)字復接、同步以及加密等技術問題。數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖1.2-1所示。圖1.2-1數(shù)字通信系統(tǒng)模型〔1〕信源編碼與譯碼信源編、譯碼可以提高通信的有效性。通過信源編碼減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即通常所說的數(shù)據(jù)壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。當信息源給出的是模擬語言信號時，信源編碼器將其轉換成數(shù)字信號，以實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸。〔2〕信道編碼與譯碼信源編、譯碼可以提高通信的可靠性。數(shù)字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰弱以及人為干擾等，將會引起過失。為了減少過失，信道編碼器對傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)那么參加保護成分，組成所謂“抗干擾編碼〞。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)那么進行解碼。從解碼過程中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾能力，實現(xiàn)可靠通信?！?〕數(shù)字調制數(shù)字調制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜向高頻搬移，形成適合在信道中傳輸?shù)念l道信號的過程。根本的數(shù)字調制方式有振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、絕對相移鍵控PSK、相對〔差分〕相移鍵控DPSK。但在一些有限信道中，傳輸距離不太遠且通信容量不太大時，數(shù)字基帶信號無需調制，可以直接傳送，稱為數(shù)字信號的基帶傳輸，其模型中就不包括數(shù)字調制環(huán)節(jié)，如計算機局域網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通信?！?〕同步與數(shù)字復接同步是使收、發(fā)兩端的信號在時間撒花姑娘保持步調一致，同步是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準確可靠工作的不可缺少的前提條件。按照同步的功用不同，可分為載波同步、為同步、群同步和網(wǎng)同步。數(shù)字復接就是一句時分復用根本原理把假設干個低速數(shù)字信號合并成一個高速的數(shù)字信號，以擴大傳輸容量和提高傳輸效率。需要指出的是，模擬通信與數(shù)字通信的區(qū)別僅在于信道中傳輸?shù)男盘柗N類。模擬信號經(jīng)過數(shù)字編碼可以在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸，如數(shù)字系統(tǒng)就是以數(shù)字方式傳輸模擬語言信號的。數(shù)字信號經(jīng)過模擬調制也可以子啊模擬通信系統(tǒng)中傳輸，計算機數(shù)據(jù)基帶信號經(jīng)過調制解調器〔Modem〕進行正弦調制，就可以通過模擬線路傳輸。1.3模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)是傳輸模擬信號的通信系統(tǒng)。我們知道，信源發(fā)出的原始電信號是基帶信號的含義是指，信號的頻譜從零頻附近開始，如語言信號為300-3400Hz，圖像信號為0-6MHz。由于這種信號具有頻率很低的頻譜分量，一般不宜直接接觸，這就需要把基帶信號變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)男盘?，并可在接收端進行反變換。完成這種變換和反變換作用的通常是調制器和解調器。經(jīng)過調制以后的信號稱為已調信號。已調信號有三個根本特征：一是攜帶有信息，二是適合在信道中傳輸，三是信號的頻譜具有帶通形式且中心頻率遠離零頻，因而已調信號又稱為頻帶信號。需要指出，消息從發(fā)送端到接收端過程中，不僅僅只有連續(xù)消息與基帶信號和基帶信號與頻帶信號之間的兩種交換，實際通信系統(tǒng)中可能還有濾波、放大、天線輻射、控制等過程。由于調制與解調兩種變換對信號的變化起絕對性作用，而其它過程對信號不會發(fā)生質的變化，只是對信號進行了放大或改善了信號特征，因而被認為是理想的而不予討論。模擬通信系統(tǒng)模型如圖1-3所示。通過比擬可知，圖1.2-1中的發(fā)送設備和接收設備就是圖1-3中的調制器和接收器。圖1-3模擬通信系統(tǒng)模型2SystemView的功能簡介2.1SystemView的簡介SystemView是一個用于現(xiàn)代工程與科學系統(tǒng)設計及仿真的動態(tài)系統(tǒng)分析平臺。從濾波器設計、信號處理、完整通信系統(tǒng)的設計與仿真，直到一般的系統(tǒng)數(shù)學模型建立等各個領域，SystemView在友好而且功能齊全的窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個精密的嵌入式分析工具。利用SystemView，可以構造各種復雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種多速率系統(tǒng)，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設計和仿真。用戶在進行系統(tǒng)設計時，只需從SystemView配置的圖標庫中調出有關圖標并進行參數(shù)設置，完成圖標間的連線，然后運行仿真操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結果。SystemView的庫資源十分豐富，包括含假設干圖標的根本庫〔MainLibrary〕及專業(yè)庫〔OptionalLibrary〕，根本庫中包括多種信號源、接收器、加法器、乘法器，各種函數(shù)運算器等；專業(yè)庫有通訊〔Communication〕、邏輯〔Logic〕、數(shù)字信號處理〔DSP〕、射頻/模擬〔RF/Analog〕等；它們特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設計、仿真和方案論證；并可進行各種系統(tǒng)時域和頻域分析、譜分析，及對各種邏輯電路、射頻/模擬電路〔混合器、放大器、RLC電路、運放電路等〕進行理論分析和失真分析。SystemView能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，給出連接錯誤信息或尚懸空的待連接端信息，通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖標。SystemView的另一重要特點是它可以從各種不同角度、以不同方式，按要求設計多種濾波器，并可自動完成濾波器各指標之間的轉換。在系統(tǒng)設計和仿真分析方面，SystemView還提供了一個真實而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形。在窗口內，可以通過鼠標方便地控制內部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動等。另外，分析窗中還帶有一個功能強大的“接收計算器〞，可以完成對仿真運行結果的各種運算、譜分析、濾波。2.2SystemView的用戶環(huán)境Systemview的用戶環(huán)境包括兩個常用的界面：設計窗口和分析窗口。2.2.1Systemview的設計窗口在設計窗口中間的大片區(qū)域就是設計區(qū)域，也就是供用戶搭建各種系統(tǒng)的地方。在設計窗口的最上端一行是下拉式命令菜單行，通過調用這些菜單可以執(zhí)行SystemView的各項功能；設計窗口中菜單行的下面，緊鄰在設計區(qū)域上端一行是工具欄，它包含了在系統(tǒng)設計、仿真中可能用到的各種操作按鈕；在工具欄的最右端是提示信息，當鼠標置于某一工具按鈕上時,在該處會顯示對該按鈕的說明和提示信息；緊鄰在設計區(qū)域左端是各種器件圖標庫，下面介紹些常用的幾個庫圖標，如表2.2.1-1所示。表2-1常用圖標圖標名稱作用連接節(jié)點用于多個圖符輸入輸出信號的會聚、連接，在圖符連接點較多時使用該節(jié)點功能可使設計窗口內的連線美觀，有利于檢查。信號源用于產(chǎn)生用戶系統(tǒng)所需的信號源。這個庫中的圖符只有輸出，沒有輸入。子系統(tǒng)它代表一個復雜的子系統(tǒng)、子函數(shù)或仿真的子過程的圖符。加法器對輸入信號進行加法操作。算子對輸入數(shù)據(jù)進行某一算子操作，如延時、平均、濾波等。函數(shù)對輸入數(shù)據(jù)進行某一指定函數(shù)操作。乘法器對輸入信號進行乘法操作。接收器用于實現(xiàn)信號的收集、顯示、分析以及輸出〔包括輸出到文件〕等功能。它只有輸入，沒有輸出。2.2.2SystemView的操作步驟〔一〕選擇設置信號源〔Source〕選中該圖標并按住鼠標左鍵將其拖至設計區(qū)內，這時所選中的圖標會出現(xiàn)在設計區(qū)域中。雙擊設計窗口中的圖標后，彈出的對話框，通過PeriodicNoise/PNAperiodic和Import按鈕進行分類選擇和調用。選中后單擊對話框中的參數(shù)按鈕Parameters，在出現(xiàn)的參數(shù)設置對話框中設置幅度、頻率、相位。完成后分別單擊參數(shù)設置和源庫對話框的按鈕OK，從而完成該圖標的設置?！捕尺x擇設置分析窗〔Sink〕當需要對系統(tǒng)中各測試點或某一圖標輸出進行觀察時，那么應放置一個分析窗〔Sink〕圖標，一般將其設置為“Analysis〞屬性。Analysis圖標相當于示波器或頻譜儀等儀器的作用，它是最常使用的分析型圖標之一。具體操作和信號源設置類似。2.3系統(tǒng)定時〔SystemTime〕SystemView系統(tǒng)是一個離散時間系統(tǒng)。在每次系統(tǒng)運行之前，首先需要設定一個系統(tǒng)頻率。各種仿真系統(tǒng)運行時，是先對信號以系統(tǒng)頻率進行采樣，然后按照系統(tǒng)對信號的處理計算各個采樣點的值，最后在輸出時，在分析窗內，按要求畫出各個點的值或擬合曲線。所以，系統(tǒng)定時是系統(tǒng)運行之前一個必不可少的步驟。如果這類參數(shù)設置不合理，仿真運行后的結果往往不能令人滿意，甚至根本得不到預期的結果。當在系統(tǒng)設計區(qū)域完成設計輸入操作后，單擊“系統(tǒng)定時〞(SystemTime)按鈕，此時將出現(xiàn)系統(tǒng)定時設置〔SystemTimeSpecification〕對話框，如圖1.19所示。用戶需要設置幾個參數(shù)框內的參數(shù)，包括起始時間〔StartTime〕和終止時間〔StopTime〕，采樣率〔SampleRate〕、采樣間隔〔TimeSpacing〕和采樣點數(shù)〔No.ofSamples〕，頻率分辨率〔Freq.Res.〕，自動標尺〔AutoSetNo.Samples〕，系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)〔No.ofSystemLoops〕。需要注意的是采樣率，一般為了獲得較好的仿真波形，系統(tǒng)的采樣率應設為系統(tǒng)信號最高頻率的5至7倍。當采樣率為系統(tǒng)信號最高頻率的10倍以上時，仿真波形就幾乎沒有失真了。2.4SystemView的應用領域信號處理、通信和控制系統(tǒng)。包括模擬、數(shù)字和混合模式的系統(tǒng)相位和頻率鎖相環(huán)調制、解調和通信建模完整的DSP系統(tǒng)設計和測試線性和非線性系統(tǒng)的設計和測試線性和非線性微分方程的解〔包括模糊理論〕控制系統(tǒng)設計和測試2.5SystemView的特點SystemView是一個用于現(xiàn)代工程與科學系統(tǒng)設計及仿真的動態(tài)系統(tǒng)分析平臺。從濾波器的設計、信號處理、完整通信系統(tǒng)的設計與仿真，直到一般系統(tǒng)的數(shù)字模型建立等各個領域，SystemView在友好且功能齊全的窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個精密的嵌入式分析工具。強大的仿真設計系統(tǒng)利用SystemView，可以構造各種復雜的模擬、數(shù)字、數(shù)/?；旌舷到y(tǒng)和各種多速率系統(tǒng)，可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設計與仿真。其特點是，利用它可以從各種不同角度，以不同方式，按要求設計多種濾波器，并可自動完成濾波器的各種指標——如幅頻特性〔波特圖〕、傳遞函數(shù)、掇軌跡圖等之間的轉換。它還可以實時地仿真各種位真〔BitTrue〕的DSP結構，并進行各種系統(tǒng)的時域和頻域分析、譜分析、以及對各種邏輯電路、射頻/模擬電路〔混頻器、放大器、RLC電路、運放電路等〕進行理論分析和失真分析等。豐富的庫資源SystemView的根本庫中包括多種信號源、接受窗、加法器、乘法器、各種函數(shù)〔包括多項式、三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、邏輯函數(shù)等常用函數(shù)〕運算器等。另外，它還帶有各種專業(yè)庫〔如通信、邏輯、數(shù)字信號處理、射頻/模擬等〕以備選擇，特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設計、仿真和方案論證。隨著現(xiàn)代通信技術的不斷開展，無線移動通信技術已日趨完善。利用SystemView帶有的IS-95和3GPP-FDD擴展哭，可方便地完成第二代無線移動通信Q-CDMA系統(tǒng)以及第三代無線移動通信WCDMA系統(tǒng)的設計和仿真。SystemView還專門提供了對Turbo編碼的系統(tǒng)仿真功能。數(shù)字電視業(yè)務是近年開展起來的一個新領域，利用SystemView帶有的DVB庫可以對其信號傳輸方式等進行分析與仿真。開放友好的用戶界面利用SystemView，無須與復雜的語言語句打交道，不必寫一句代碼，即可完成對各種系統(tǒng)的設計與仿真?？梢韵翊罘e木一樣，快速地建立和修改系統(tǒng)，訪問與調整參數(shù)、極其方便地參加注釋。SystemView操作簡單，圖標系統(tǒng)形象直觀，方便了從思路仿真、方案論證到硬件設計的實現(xiàn)。同時它具有與外部文件的接口，可直接讀入真實的數(shù)據(jù)，并對其進行處理。也可以將處理結果輸出到外部數(shù)據(jù)文件。另外，它還提供了與編程語言VisualC++以及仿真工具Matlab的接口，用戶可以很方便地調用其函數(shù)或自定義圖標功能。靈活的硬件設計接口除了一般的方案論證外，SystemView還提供了與多種硬件設計工具的接口；與Xilinx公司的軟件COREGeneraator配套，可以將SystemView系統(tǒng)中的局部器件生成下載FPGA芯片所需要的數(shù)據(jù)文件；通過與TI公司的DSP設計工具CCS〔CodeComposerStudio〕的接口，可以將其DSP庫中的局部器件生成DSP芯片編程的C語言源代碼，或在系統(tǒng)仿真中嵌入實際硬件電路；通過與Xpedion公司的射頻/微波仿真工具的接口，可以將系統(tǒng)級仿真與電路級仿真結合起來，對分立元器件的射頻/微波特性進行仿真。智能化的輔助設計在系統(tǒng)仿真時，SystemView能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，給出連接錯誤信息或尚懸空的待連接端信息。通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖標，這個功能對用戶系統(tǒng)的診斷十分有效。它還可以在編譯時，給出系統(tǒng)運行的大約時間，方便了設計人員進行調試。其帶有的APG功能可以利用VisualC++環(huán)境，將系統(tǒng)編譯成可脫離SystemView獨立運行的可執(zhí)行文件，同時可大大提高運行速度和仿真效率，在內存較大時效果尤為明顯。動態(tài)的分析和后處理在系統(tǒng)仿真方面，SystemView還提供了一個靈活地動態(tài)探針功能，可以對真實的示波器或頻譜分析儀進行仿真。另外，還有真實而靈活的分析窗口用以檢查系統(tǒng)波形。內部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動等，全部可以通過鼠標操作很方便地實現(xiàn)。其帶的“接收計算器〞功能強大，可以完成對仿真運行結果的各種運算、譜分析、濾波等。2.6SystemView的功能SystemView是一個信號級的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設計、仿真，是一個強有力的動態(tài)系統(tǒng)分析工具，能滿足從數(shù)字信號處理、濾波器設計、直到復雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設計、仿真要求?！?〕能仿真大量的應用系統(tǒng)。能在DSP、通訊和控制系統(tǒng)應用中構造復雜的模擬、數(shù)字、混合和多速率系統(tǒng)。具有大量可選擇的庫，允許用戶有選擇地增加通訊、邏輯、DSP和射頻／模擬功能模塊。特別適合無線〔GSM，CDMA，F(xiàn)DMA，TDMA，DSSS〕、無繩、尋呼機和調制解調器以及衛(wèi)星通信系統(tǒng)〔GPS，DVBS，LEOS〕等的設計；能夠仿真〔C3x，C4x等〕DSP結構；可進行各種系統(tǒng)時域/頻域分析和譜分析；對射頻／模擬電路〔混合器，放大器，RLC電路和運放電路〕進行理論分析和失真分析。〔2〕快速方便的動態(tài)系統(tǒng)設計與仿真。使用熟悉的Windows界面和功能鍵〔單擊、雙擊鼠標的左右鍵〕，SystemView可以快速建立和修改系統(tǒng)，并在對話框內快速訪問和調整參數(shù)，實時修改實時顯示。只需簡單用鼠標點擊圖符即可創(chuàng)立連續(xù)線性系統(tǒng)、DSP濾波器，并輸入／輸出基于真實系統(tǒng)模型的仿真數(shù)據(jù)。不用寫一行代碼即可建立用戶習慣的子系統(tǒng)庫〔MetaSystem〕。SystemView圖標庫包括幾百種信號源、接收端、操作符和功能塊，提供從DSP、通信、信號處理、自動控制、直到構造通用數(shù)學模型等的應用。信號源和接收端圖標允許在SystemView內部生成和分析信號，并提供可外部處理的各種文件格式和輸入/輸出數(shù)據(jù)接口?！?〕在報告中方便參加SystemView的結論。SystemView通過Notes〔注解〕很容易在屏幕上描述系統(tǒng)；生成的SystemView系統(tǒng)和輸出的波形圖可以很方便地使用復制〔copy〕和粘貼〔paste〕命令插入微軟word等文字處理器。〔4〕提供基于組織結構圖方式的設計。通過利用SystemView中的圖符和MetaSystem〔子系統(tǒng)〕對象的無限制分層結構功能，SystemView能很容易地建立復雜的系統(tǒng)。首先可以定義一些簡單的功能組，再通過對這些簡單功能組的連接進而實現(xiàn)一個大系統(tǒng)。這樣，單一的圖符就可以代表一個復雜系統(tǒng)。MetaSystem的連接使用也與系統(tǒng)提供的其他圖符同樣簡單，只要單擊一下鼠標器，就會出現(xiàn)一個特定的窗口顯示出復雜的MetaSystem。但是在學習版中沒有MetaSystem圖符功能，必須升級到專業(yè)版才有此功能?！?〕多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng)。SystemView允許合并多種數(shù)據(jù)采樣率輸入的系統(tǒng)，以簡化FIR濾波器的執(zhí)行。這種特性尤其適合于同時具有低頻和高頻局部的通信系統(tǒng)的設計與仿真，有利于提高整個系統(tǒng)的仿真速度，而在局部又不會降低仿真的精度。同時還可降低對計算機硬件配置的要求?！?〕完備的濾波器和線性系統(tǒng)設計。SystemView包含一個功能強大的、很容易使用的圖形模板設計模擬和數(shù)字以及離散和連續(xù)時間系統(tǒng)的環(huán)境，還包含大量的FIR/IIR濾波類型和FFT類型，并提供易于用DSP實現(xiàn)濾波器或線性系統(tǒng)的參數(shù)?！?〕先進的信號分析與數(shù)據(jù)塊處理。SystemView提供的分析窗口是一個能夠提供系統(tǒng)波形詳細檢查的交互式可視環(huán)境。分析窗口還提供一個能對仿真生成數(shù)據(jù)進行先進的塊處理操作的接收計算器。接收計算器塊處理功能十分強大，內容也相當廣泛，完全滿足通常所需的分析要求。這些功能包括：應用DSP窗口，余切，自動關聯(lián)，平均值，復雜的FFT，常量窗口，卷積，余弦，交叉關聯(lián)，習慣顯示，十進制，微分，除窗口，眼圖模式，功能比例尺，柱狀圖，積分，對數(shù)基底，求模，相位，最大最小值及平均值，乘波形，乘窗口，非，覆蓋圖，覆蓋統(tǒng)計，自相關，功率譜，分布圖，正弦余弦，平滑〔移動平均〕，譜密度，平方，平方根，窗口相減，波形求和，窗口求和，正切，層疊，窗口冪，窗口常數(shù)等。SystemView還提供了一個真實而靈活的窗口用以檢查系統(tǒng)波形。內部數(shù)據(jù)的圖形放大，縮小、滾動、譜分析、標尺以及濾波等，全都是通過敲擊鼠標器實現(xiàn)的。〔8〕可擴展性。SystemView允許用戶插入自己用C/C++編寫的用戶代碼庫，插入的用戶庫自動集成到SystemView中，如同系統(tǒng)內建的庫一樣使用。〔9〕完善的自我診斷功能。SystemView能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖符。這個特點對用戶系統(tǒng)的診斷是十分有效的。2.7SystemView的根本使用利用SystemView進行系統(tǒng)的設計、構建、仿真與分析，這一過程可概括為以下3個步驟：〔1〕根據(jù)設計要求與系統(tǒng)原理畫出系統(tǒng)原理框圖。根據(jù)系統(tǒng)原理得到模擬框圖，使用SystemView的根本步驟中，步驟〔1〕是實現(xiàn)仿真的根底。通過系統(tǒng)的微分方程，可以方便地畫出其對應的系統(tǒng)模型框圖?！?〕選擇適宜的圖符和實現(xiàn)結構，把系統(tǒng)原理框圖轉化為SystemView模型，在SystemView設計窗口完成所設計的圖形化仿真系統(tǒng)。有了系統(tǒng)模擬框圖，首先要選擇適宜的圖符和實現(xiàn)結構把系統(tǒng)原理框圖轉化為SystemView模型。通過對系統(tǒng)原理的分析，確定了仿真所需要的圖符后，就可以動手搭建這個系統(tǒng)的仿真模型?！?〕運行仿真程序，分析仿真結果。仿真運行結束后，要對仿真結果進行分析，需要單擊按鈕進入到分析窗口。2.8SystemView的系統(tǒng)定時窗口SystemView系統(tǒng)是一個離散時間系統(tǒng)，也就是說，在每次系統(tǒng)運行之前，首先需要設定一個系統(tǒng)頻率。各種系統(tǒng)在仿真時，首先對各信號以系統(tǒng)頻率進行采樣，然后按照系統(tǒng)對信號的處理計算各個采樣點的值，最后輸出時，在觀察窗內按要求畫出各個點的位置或擬合曲線。因此，系統(tǒng)定時是系統(tǒng)運行之前一個必不可少的步驟。在設計窗口中單擊工具欄中的“SystemTime〞〔系統(tǒng)定時按鈕〕，就能翻開如圖2.8-1所示的系統(tǒng)定時對話框。圖2.8-1系統(tǒng)定時對話框在圖2.8-1中，起始時間和終止時間控制了系統(tǒng)的運行時間范圍。SystemView對系統(tǒng)仿真運行時間根本沒有限制，只要求終止時間大于起始時間。采樣頻率在仿真過程中控制著時間步長，因此采樣頻率決定了系統(tǒng)的仿真效果。一般為了獲得較好的仿真波形，系統(tǒng)的采樣頻率應設為系統(tǒng)中的最高信號頻率的5-7倍。當采樣頻率為系統(tǒng)信號最高頻率的10倍以上時，仿真波形就幾乎沒有失真了。采樣點數(shù)是由系統(tǒng)的運行時間和采樣頻率共同決定的，它們之間的關系如下：采樣點數(shù)=〔終止時間-起始時間〕*采樣頻率+1因此，系統(tǒng)的運行時間、采樣頻率和采樣點數(shù)三者之間也不是相互獨立的。假設用戶修改了其中的某一個或某兩個，那么系統(tǒng)會根據(jù)新的參數(shù)，遵從以下規(guī)那么自動修改相應的參數(shù)。在采樣頻率不變的情況下：〔1〕如果用戶改變了采樣點數(shù)，那么SystemView不會改變起始時間，但會根據(jù)新的采樣點數(shù)相應地修改終止時間?！?〕如果用戶對起始時間和種植時間中的一個或全部都做了修改，那么采樣點數(shù)會被自動修改。采樣點數(shù)只能是整數(shù)。如果計算不能得到整數(shù)，SystemView將把近似的整數(shù)作為采樣點數(shù)，系統(tǒng)就從所設置的起始時間開始完成所設定的采樣點數(shù)?！?〕除非用戶進行修改，否那么系統(tǒng)會一直保持固定的采樣頻率。另外，為了便于在數(shù)字信號處理等過程中進行FFT運算，系統(tǒng)還可以自動設置2的整冪次方的采樣點數(shù)。用戶更改了某一個時間參數(shù)后，單機“Update〞〔更新〕按鈕，系統(tǒng)會根據(jù)最新修改的參數(shù)對其他參數(shù)進行相應的修改，并在對話框的下端給出該系統(tǒng)運行所需要的大約時間級系統(tǒng)的總采樣點數(shù)。SystemView提供了循環(huán)運行的功能，目的是想用戶提供系統(tǒng)自動重復運行的能力。在圖2.8-1的“No.ofSystemLoops：〞〔循環(huán)次數(shù)〕中，可指定希望系統(tǒng)循環(huán)運行的次數(shù)。系統(tǒng)循環(huán)復位功能將控制系統(tǒng)每一次運行之后SystemView的操作。如果“Resetsystemonloop〞〔系統(tǒng)循環(huán)復位〕被選中，那么在每一個循環(huán)結束后，所有圖標的參數(shù)都被復位；如果這個功能被關閉，那么用戶系統(tǒng)每次運行的參數(shù)都將被保存起來。例如，用戶系統(tǒng)中有一個積分器，每一個用戶系統(tǒng)運行的結果都簡單地變?yōu)橄麓芜\行的起始條件。對于需要長時間的運行仿真，就可以通過無時間間斷的方式進行仿真，而每次仿真的時間都不必很長。這樣，再配合使用觀察窗庫中的“AveragingSink〞〔平均接收器〕，就可以得到系統(tǒng)運行結果的統(tǒng)計平均數(shù)據(jù)。例如，在計算通信系統(tǒng)誤碼率曲線時，系統(tǒng)的信噪比可以通過循環(huán)運行功能加以改變。利用可變參數(shù)設計功能，可以在每次運行結束后，即可繪出一條誤碼率與信噪比的關系曲線。32ASK調制根本原理3.12ASK的定義數(shù)字幅度調制又稱幅度鍵控〔ASK〕，二進制幅度鍵控記作2ASK。2ASK是利用代表數(shù)字信息“0〞或“1〞的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波。使載波時斷時續(xù)。有載波輸出時表示送“1〞，無載波輸出時表示發(fā)送“0〞?！?-1〕2ASK信號可表示為：〔3-2〕(3-1)式中為載波角頻率，為單極性NRZ矩形脈沖序列〔3-3〕其中，是持續(xù)時間為、高度為1的矩形脈沖，常稱為門函數(shù)；為二進制數(shù)字。二進制振幅鍵控信號時域波形如圖3.1-1所示，可以看出2ASK信號的時間波形隨二進制基帶信號通斷變化，所以又稱為通斷鍵控信號(OOK信號)。圖3.1-12ASK信號時域波3.22ASK的調制1“通-斷鍵控(OOK)〞信號表達式22ASK信號產(chǎn)生方法：模擬調制法〔相乘器法〕，如圖3.2-1所示圖3.2-1數(shù)字鍵控法圖3.2-2開關電路3.32ASK功率譜密度由于二進制序列一般為隨機序列，其頻域分析的對象應為信號功率譜密度。設為歸一化矩形脈沖，假設的傅氏變換為，那么為二進制隨機單極性矩形脈沖序列，且任意碼元為0的概率為P，那么的功率譜密度表達式為：〔3-4〕其中，；Hz，并與二進制序列的碼元速率Rs在數(shù)值上相等?？梢钥闯?，單極性矩形脈沖隨機序列含有直流分量。2ASK信號的雙邊功率譜密度表達式為：〔3-5〕說明，2ASK信號的功率譜密度由兩個局部組成：〔1〕由經(jīng)線性幅度調制所形成的雙邊帶連續(xù)譜；〔2〕由被調載波分量確定的載頻離散譜。圖3.3-1為2ASK信號的單邊功率譜示意圖。圖3.3-1二進制振幅鍵控信號的功率譜密度之所以對信號進行頻域分析的主要目的之一就是確定信號的帶寬。在不同應用場合，信號帶寬有多種度量定義，但最常用和最簡單的帶寬定義是以功率譜主瓣寬度為度量的“譜零點帶寬〞，這種帶寬定義特別適用于功率譜主瓣包含信號大局部功率的信號。顯然，2ASK信號的譜零點帶寬為：〔Hz〕〔3-6〕式中，Rs為二進制序列的碼元速率，它與二進制序列的信息率〔比特率〕Rb〔bit/s〕在數(shù)值上相等。4基于SystemView的調制系統(tǒng)設計通過對前面兩個章節(jié)簡單的介紹了2ASK的調制與解調和SystemView的工作原理，下面將用SystemView實現(xiàn)2ASK的調制系統(tǒng)，并進行仿真。4.12ASK的信號調制利用