2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  通信原理</b></p><p><b>  --課程設(shè)計說明書</b></p><p>  設(shè)計題目: 二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)</p><p>  系統(tǒng)的設(shè)計 </p><p>  指導(dǎo)老師: </p>

2、<p>  專業(yè)班級: 通信061 </p><p>  學(xué)生姓名: </p><p>  學(xué) 號: </p><p>  日 期: 2008年12月30日 </p><p><b>  ●目錄</b></p>

3、<p>  1.目錄……………………………………………………………………………—1—</p><p>  2.摘要……………………………………………………………………………—1—</p><p>  3.關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………—2—</p><p>  4.正文………………………………………………………………………

4、……—2—</p><p>  5.SystemView的基本介紹 ……………………………………………………—2—</p><p>  6.二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK) 調(diào)制原理 …………………………………………—4—</p><p>  7.二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………—7—</p><p>  8.調(diào)制

5、系統(tǒng)………………………………………………………………………—7—</p><p>  9.調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)…………………………………………………………………—9—</p><p>  10.系統(tǒng)仿真結(jié)果分析…………………………………………………………—11—</p><p>  11.實驗總結(jié)……………………………………………………………………—11—</p>

6、;<p>  12.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………—11—</p><p>  13.附件…………………………………………………………………………—12—</p><p><b>  ●摘要</b></p><p>  數(shù)字信號的傳輸方式可以分為基帶傳輸和帶通傳輸。為了使信號在帶通信道中傳輸,必須用數(shù)

7、字基帶信號對載波進(jìn)行調(diào)制,以使信號與信道特性相匹配。在這個過程中就要用到數(shù)字調(diào)制。在通信系統(tǒng)中,利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關(guān)鍵控載波,來實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制,這種方法通常稱為鍵控法,主要對載波的振幅,頻率,和相位進(jìn)行鍵控。鍵控主要分為:振幅鍵控,頻移鍵控,相移鍵控三種基本的數(shù)字調(diào)制方式。本次課程設(shè)計的目的是在學(xué)習(xí)振幅鍵控調(diào)制的基礎(chǔ)上,通過Systemview仿真軟件,實現(xiàn)對2ASK數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真,同時這個系統(tǒng)有深入的了解。</p

8、><p>  ●關(guān)鍵字:SystemView 通信系統(tǒng) 二進(jìn)制振幅鍵控 2ASK 調(diào)制 解調(diào)</p><p><b>  ●正文</b></p><p>  一、SystemView的基本介紹:</p><p>  Systemview是美國ELANIX公司于1995年開始推出的軟件工具,它為用戶提供了一個完整的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計

9、、仿真與分析的可視化軟件環(huán)境,能進(jìn)行模擬、數(shù)字、數(shù)模混合系統(tǒng)、線性和非線性系統(tǒng)的分析設(shè)計,可對線性系統(tǒng)進(jìn)行拉氏變換和Z變換分析。</p><p>  SystemView基本屬于一個系統(tǒng)級工具平臺,可進(jìn)行包括數(shù)字信號處理(DSP)系統(tǒng)、模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的仿真分析,并配置了大量圖符塊(Token)庫,用戶很容易構(gòu)造出所需要的仿真系統(tǒng),只要調(diào)出有關(guān)圖符塊并設(shè)置好參數(shù),完成圖符塊間的連線后運行

10、仿真操作,最終以時域波形、眼圖、功率譜、星座圖和各類曲線形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。SystemView的庫資源十分豐富,主要包括:含若干圖符庫的主庫(Main Library)、通信庫(Communications Library)、信號處理庫(DSP Library)、邏輯庫(Logic Library)、射頻/模擬庫(RF Analog Library)和用戶代碼庫(User Code Library)。</p>&

11、lt;p>  Systemview對系統(tǒng)的分析主要分為兩大塊,調(diào)制系統(tǒng)的分析和解調(diào)系統(tǒng)的分析。由于調(diào)制是解調(diào)的基礎(chǔ),沒有調(diào)制就不可能有解調(diào),為了表現(xiàn)解調(diào)系統(tǒng)往往需要很高的采樣頻率來減少濾波帶來的解調(diào)失真,所以調(diào)制的已調(diào)信號通過波形模塊觀察起來不是很清楚,為了更好的弄清楚調(diào)制是怎么樣的一個過程,在這里,我們把調(diào)制單獨列出來,用較低的頻率實現(xiàn)它,就能從單個周期上觀察調(diào)制系統(tǒng)的運作模式,更深刻地表現(xiàn)調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制過程。</p>

12、;<p>  進(jìn)入SystemView后,屏幕上首先出現(xiàn)該工具的系統(tǒng)視窗,系統(tǒng)視窗最上邊一行為主菜單欄,包括:文件(File)、編輯(Edit)、參數(shù)優(yōu)選(Preferences)、視窗觀察(View)、便箋(NotePads)、連接(Connetions)、編譯器(Compiler)、系統(tǒng)(System)、圖符塊(Tokens)、工具(Tools)和幫助(Help)共11項功能菜單。</p><p&g

13、t;  系統(tǒng)視窗左側(cè)豎排為圖符庫選擇區(qū)。圖符塊(Token)是構(gòu)造系統(tǒng)的基本單元模塊,相當(dāng)于系統(tǒng)組成框圖中的一個子框圖,用戶在屏幕上所能看到的僅僅是代表某一數(shù)學(xué)模型的圖形標(biāo)志(圖符塊),圖符塊的傳遞特性由該圖符塊所具有的仿真數(shù)學(xué)模型決定。創(chuàng)建一個仿真系統(tǒng)的基本操作是,按照需要調(diào)出相應(yīng)的圖符塊,將圖符塊之間用帶有傳輸方向的連線連接起來。這樣一來,用戶進(jìn)行的系統(tǒng)輸入完全是圖形操作,不涉及語言編程問題,使用十分方便。進(jìn)入系統(tǒng)后,在圖符庫選擇區(qū)

14、排列著8個圖符選擇按鈕</p><p>  創(chuàng)建系統(tǒng)的首要工作就是按照系統(tǒng)設(shè)計方案從圖符庫中調(diào)用圖符塊,作為仿真系統(tǒng)的基本單元模塊??捎檬髽?biāo)左鍵雙擊圖符庫選擇區(qū)內(nèi)的選擇按鈕。</p><p>  當(dāng)需要對系統(tǒng)中各測試點或某一圖符塊輸出進(jìn)行觀察時,通常應(yīng)放置一個信宿(Sink)圖符塊,一般將其設(shè)置為“Analysis”屬性。Analysis塊相當(dāng)于示波器或頻譜儀等儀器的作用,它是最常使用的分

15、析型圖符塊之一。</p><p>  在SystemView系統(tǒng)窗中完成系統(tǒng)創(chuàng)建輸入操作(包括調(diào)出圖符塊、設(shè)置參數(shù)、連線等)后,首先應(yīng)對輸入系統(tǒng)的仿真運行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,因為計算機只能采用數(shù)值計算方式,起始點和終止點究竟為何值?究竟需要計算多少個離散樣值?這些信息必須告知計算機。假如被分析的信號是時間的函數(shù),則從起始時間到終止時間的樣值數(shù)目就與系統(tǒng)的采樣率或者采樣時間間隔有關(guān)。實際上,各類系統(tǒng)或電路仿真工具幾乎都有

16、這一關(guān)鍵的操作步驟,SystemView也不例外。如果這類參數(shù)設(shè)置不合理,仿真運行后的結(jié)果往往不能令人滿意,甚至根本得不到預(yù)期的結(jié)果。有時,在創(chuàng)建仿真系統(tǒng)前就需要設(shè)置系統(tǒng)定時參數(shù)。</p><p>  時域波形是最為常用的系統(tǒng)仿真分析結(jié)果表達(dá)形式。進(jìn)入分析窗后,單擊“工具欄”內(nèi)的繪制新圖按鈕(按鈕1),可直接順序顯示出放置信宿圖符塊的時域波形,</p><p>  對于碼間干擾和噪聲同時存

17、在的數(shù)字傳輸系統(tǒng),給出系統(tǒng)傳輸性能的定量分析是非常繁雜的事請,而利用“觀察眼圖”這種實驗手段可以非常方便地估計系統(tǒng)傳輸性能。實際觀察眼圖的具體實驗方法是:用示波器接在系統(tǒng)接收濾波器輸出端,調(diào)整示波器水平掃描周期Ts,使掃描周期與碼元周期Tc同步(即Ts=nTc,n為正整數(shù)),此時示波器顯示的波形就是眼圖。由于傳輸碼序列的隨機性和示波器熒光屏的余輝作用,使若干個碼元波形相互重疊,波形酷似一個個“眼睛”,故稱為“眼圖”?!把劬Α睊甑迷酱?,表

18、明判決的誤碼率越低,反之,誤碼率上升。SystemView具有“眼圖”這種重要的分析功能。 </p><p>  當(dāng)需要觀察信號功率譜時,可在分析窗下單擊信宿計算器圖標(biāo)按鈕,出現(xiàn)“SystemView信宿計算器”對話框,單擊分類設(shè)置開關(guān)按鈕spectrum,完成功率譜的觀察。</p><p>  二、二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK) 調(diào)制原理</p><p>  1. A

19、SK概念:用二進(jìn)制的數(shù)字信號去調(diào)制等幅的載波。 </p><p>  即傳“1”信號時,發(fā)送載波, 傳“0”信號時,送0電平, 所以也稱這種調(diào)制為通(on)、斷(off)鍵控OOK。 其實現(xiàn)模型如圖1所示,其調(diào)制波形如圖2所示。</p><p><b>  圖1</b></p><p>  圖2 2ASK調(diào)制時間波形</p>&l

20、t;p>  注意:以后在分析數(shù)字調(diào)制時均假設(shè)調(diào)制信號(即數(shù)字信號)具有不歸零矩形脈沖波形。 </p><p>  2. 2ASK信號的時間表達(dá)式及波形 </p><p>  2ASK信號的時間表示式: </p><p>  s(t)為隨機的單極性矩形脈沖序列。</p><p>  3. 2ASK信號的功率譜密度 </p>

21、<p>  由于二進(jìn)制的隨機脈沖序列是一個隨機過程,所以調(diào)制后的二進(jìn)制數(shù)字信號也是一個隨機過程,因此在頻率域中只能用功率譜密度表示。 </p><p>  已知二進(jìn)制隨機脈沖序列功率譜密度表達(dá)式為 </p><p>  顯然Ps(f)只在G(0)處有線譜(線譜即為離散譜),且G(0)=Ts,所以有</p><p>  所以2ASK的功率譜密度為</

22、p><p>  當(dāng)概率P=0.5時,2ASK的功率譜密度可進(jìn)一步整理為</p><p>  根據(jù)公式(6.2-5)得到的2ASK信號功率譜密度如圖3所示。</p><p>  圖3 2ASK信號的功率譜</p><p>  總結(jié):2A K信號功率譜密度的特點如下: (1)、由連續(xù)譜和離散譜兩部分構(gòu)成;連續(xù)譜由傳號的波形g(t)經(jīng)線性調(diào)制后決定,

23、離散譜由載波分量決定。 (2)、已調(diào)信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的二倍,即BASK=2fs。</p><p>  4、2ASK信號的接收(解調(diào)) </p><p>  與DSB相似,主要有兩種方式:非相干接收和相干接收。其組成框圖如圖4所示。工作原理及誤碼特性將在后面進(jìn)行分析。 </p><p>  圖4 2ASK信號接受系統(tǒng)組成方框圖</p>&l

24、t;p>  三、二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)系統(tǒng)的設(shè)計: </p><p><b>  1.調(diào)制系統(tǒng):</b></p><p>  在幅移鍵控中,載波幅度是隨著調(diào)制信號而變化的。一種是最簡單的形式是載波在 二進(jìn)制調(diào)制信號1或0控制下通或斷,這種二進(jìn)制幅度鍵控方式稱為通斷鍵控(OOK)。</p><p>  二進(jìn)制振幅鍵控方式是數(shù)字調(diào)制中出現(xiàn)

25、最早的,也是最簡單的。這種方法最初用于電報系統(tǒng),但由于它在抗噪聲的能力上較差,故在數(shù)字通信中用的不多。但二進(jìn)制振幅鍵控常作為研究其他數(shù)字調(diào)制方式的基礎(chǔ)。</p><p>  二進(jìn)制振幅鍵控信號的基本解調(diào)方法有兩種:相干解調(diào)和非相干解調(diào),即包絡(luò)檢波和同步檢測。非相干解調(diào)系統(tǒng)設(shè)備簡單,但信噪比小市,相干解調(diào)系統(tǒng)的性能優(yōu)于相干解調(diào)系統(tǒng)。</p><p>  系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù):基帶信號amplitu

26、=0.5,offset=-0.5,rate=10。</p><p><b>  圖5</b></p><p><b>  輸入的調(diào)制信號:</b></p><p><b>  圖6</b></p><p><b>  已調(diào)信號:</b></p>

27、<p><b>  圖7</b></p><p><b>  2.調(diào)制解調(diào)系統(tǒng):</b></p><p><b>  系統(tǒng)相關(guān)參數(shù):</b></p><p>  基帶信號頻率=50HZ,電平=2,偏移=-0.5,載波頻率=1000HZ模擬低通頻率=225HZ,極點數(shù)為3.系統(tǒng)運行時間為0

28、.3S,采樣頻率=20000HZ。</p><p><b>  圖8</b></p><p><b>  模塊3為原始信號:</b></p><p><b>  圖9</b></p><p>  模塊8為解調(diào)后信號:</p><p><b> 

29、 圖10</b></p><p><b>  模塊4為已調(diào)信號:</b></p><p><b>  圖11</b></p><p><b>  功率譜圖:</b></p><p>  Sink3輸入信號:</p><p><b>

30、  圖12</b></p><p>  Sink8輸出信號:</p><p><b>  圖13</b></p><p>  3.系統(tǒng)仿真結(jié)果分析:</p><p>  如圖所示調(diào)制信號Sink3的圖形與解調(diào)后的信號Sink8圖形基本一致,在每段的起始因為信號不穩(wěn)定,所以出現(xiàn)了微小的波動。這與濾波器濾波誤差也

31、相關(guān)。</p><p><b>  ●實驗總結(jié)</b></p><p>  此次課程設(shè)計的主要是實現(xiàn)2ASK通信調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真:2ASK調(diào)制模擬調(diào)制法用乘法器來實現(xiàn),解調(diào)為非相干解調(diào)信號經(jīng)過帶通濾波器,相乘器,低通濾波器,抽樣判決器,然后輸出。對調(diào)制和調(diào)制方式的選擇要作全面考慮,如果要求較高的頻帶利用率,則可以選擇2ASK。</p><p>

32、;<b>  ●參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 沈越泓,高媛媛,魏以民.通信原理.北京:機械工業(yè)出版社,2003</p><p>  [2] 羅偉雄,韓力,原東昌.通信原理與電路.北京:理工大學(xué)出版社,1999</p><p><b>  ●附件</b></p><p>  2ASK系

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