數(shù)字頻帶調(diào)制的仿真

數(shù)字頻帶調(diào)制的仿真第一頁，共十六頁，2022年，8月28日緒論通信就是信息的傳輸，在當(dāng)今高度信息化的社會，信息和通信已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的“命脈”。1837年莫爾斯發(fā)明的有線電報開創(chuàng)了利用電傳輸信息的新時代，從此，人類的信息的共享越來越好的得到了利用也是對于通信系統(tǒng)主要由以下幾個模型組成通信系統(tǒng)的一般模型第二頁，共十六頁，2022年，8月28日數(shù)字通信系統(tǒng)式利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)展速度很明顯超過模擬通信，但是現(xiàn)實中存在的基本上都是模擬信號，所以我們通信要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，裝換成數(shù)字信號后，我們就要對數(shù)字信號序列進(jìn)行數(shù)字傳輸。數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型第三頁，共十六頁，2022年，8月28日基本的數(shù)字調(diào)制有振幅調(diào)制（ASK）、頻移鍵控（FSK）、絕對相移鍵（PSK）、相對相移鍵控（DPSK）。在接受端可以采用相關(guān)解調(diào)和非相干解調(diào)還原數(shù)字基帶信號。數(shù)字解調(diào)就是還原基帶信號。在Systemview軟件環(huán)境下進(jìn)行二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）系統(tǒng)的設(shè)計、二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）系統(tǒng)的設(shè)計、二進(jìn)制移相鍵控（2PSK）系統(tǒng)的設(shè)計、二進(jìn)制差分相位鍵控（2DPSK）系統(tǒng)的設(shè)計,具體Systemview軟件的應(yīng)用和通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真下面會具體介紹。第四頁，共十六頁，2022年，8月28日Systemview介紹SystemView是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境下運行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具,可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種多速率系統(tǒng)。用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，只需從SystemView配置的圖標(biāo)庫中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成圖標(biāo)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(jié)果。

第五頁，共十六頁，2022年，8月28日 振幅鍵控是利用載波的幅度變化來傳遞數(shù)字信息的，而其頻率和初始相位保持不變，在2ASK中，載波的幅度只有兩種變化狀態(tài)，分別對應(yīng)二進(jìn)制的信息“0”和“1”。 ASK相干通信系統(tǒng)必須采用外調(diào)制器來實現(xiàn)，這樣只有輸出光信號的幅度隨基帶信號而變化，而相位保持不變。在信噪比相對較大時，相干解調(diào)具有優(yōu)勢，因為這種解調(diào)方法導(dǎo)致最終的誤碼率低。

2ASK調(diào)制與解調(diào)基本原理及其分析

第六頁，共十六頁，2022年，8月28日2ASK相干解調(diào)仿真波形

第七頁，共十六頁，2022年，8月28日

2FSK調(diào)制與解調(diào)基本原理及其分析頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。

2FSK解調(diào)方法有兩種，即相干解調(diào)法和非相干解調(diào)法。相干解調(diào)法是利用載波與已調(diào)信號進(jìn)行相乘后濾波輸出得到，在2FSK中要兩個載波，所以解調(diào)也要兩個載波，分別與已調(diào)信號相乘后利用低通，最后相加即可得到我們的濾波輸出，最后判壓輸出得到解調(diào)信號。第八頁，共十六頁，2022年，8月28日2FSK相干解調(diào)仿真及波形

第九頁，共十六頁，2022年，8月28日

2PSK調(diào)制與解調(diào)基本原理及分析二進(jìn)制相移鍵控中，載波的振幅和頻率都是不變的，只有載波的相位隨基帶脈沖的變化而取相應(yīng)的離散值。通常用相位零度和180度來分別表示1或0。這種PSK波形在抗噪聲性能方面比ASK和FSK都好，而且頻帶利用率也高，所以在中高速數(shù)傳中得到廣泛的應(yīng)用。這種以載波的不同相位去直接表示相應(yīng)的數(shù)字信息的相位鍵控通常被稱為絕對相移方式。調(diào)制部分：將信號源產(chǎn)生的雙極性不歸零信號直接同正弦載波相乘便可以得到2PSK信號。設(shè)計PSK使用的相位調(diào)制器要簡單得多。這種調(diào)制器只要選擇適當(dāng)?shù)拿}沖電壓，但是在接收端光波相位必須非常穩(wěn)定，因此對發(fā)射和本振激光器的譜寬要求非?？量?。

第十頁，共十六頁，2022年，8月28日2PSK信號的解調(diào)只能用相干解調(diào)這種方式。從圖中以及參考波形圖可看出，解調(diào)器中本地參考波的相位必須和發(fā)送端解調(diào)器的載波同頻同相。然而在實際通信中，參考載波的基準(zhǔn)相位很難固定，隨時都會出現(xiàn)跳變且不易考察，因此絕對相移鍵控很少采用。2PSK信號解調(diào)原理圖第十一頁，共十六頁，2022年，8月28日

2DPSK調(diào)制與解調(diào)基本原理及其分析在2PSK中存在“到π”現(xiàn)象，使得可能解調(diào)的波形與原來的波形完全是相反的，為解決這一個到π現(xiàn)象，我們引入了2DPSK，即相對相移鍵控，是相移鍵控的一種。2DPSK是利用碼元的相對相位變化來實現(xiàn)傳遞數(shù)字信息的。通常表示為：若前后相位相對變化為0，則表示發(fā)送信息“0”，若前后相位變化為π，則表示發(fā)送信息“1”。所以其必有參考相位。 調(diào)制部分的實現(xiàn)：通常利用差分編碼來實現(xiàn)，即由絕對碼表，表示相對碼表，然后再進(jìn)行絕對調(diào)相。第十二頁，共十六頁，2022年，8月28日從圖中可以看出產(chǎn)生的二進(jìn)制信息碼元，經(jīng)過絕對碼變成相對碼后與載波相乘，即得到所需要的2DPSK已調(diào)信號。然后用2PSK解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行解調(diào)，具體是與載波信號相乘，得到我們需要的直流分量和2倍頻的正弦分量，然后低通濾波，濾除不需要的正弦分量，最后抽樣判決，即得到相對碼，解調(diào)出相對碼之后，再變成絕對碼，利用一個碼反變換器實現(xiàn)。具體在實驗中實現(xiàn)為：用個延遲單元，延遲一個碼元的寬度，然后與原來這時的碼元進(jìn)行異或即可得到。這個與剛剛開始產(chǎn)生相對碼是一樣的。2DPSK調(diào)制解調(diào)原理圖第十三頁，共十六頁，2022年，8月28日2DPSK相干解調(diào)仿真波形第十四頁，共十六頁，2022年，8月28日總結(jié)本論文就是基于Systemview的通信系統(tǒng)的仿真，也就是在Systemview軟件環(huán)境下進(jìn)行二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）系統(tǒng)的設(shè)計、二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）系統(tǒng)的設(shè)計、二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）系統(tǒng)的設(shè)計、二進(jìn)制差分相位鍵控（2DPSK）系統(tǒng)的設(shè)計,使得對于通信原理的知識更加的深刻，同時也增加了動手能力和獨立思考能