基于SystemView的信號調(diào)制解調(diào)仿真

(河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院　河北　保定　071000)

引言

SystemView是一款由美國公司開發(fā)的基于Windows環(huán)境的信號級系統(tǒng)仿真軟件，可以用于電路與仿真[1]。通過圖符，用戶可以去創(chuàng)建自己的系統(tǒng)。在設(shè)計與仿真過程中，用戶可以擺脫復(fù)雜的程序設(shè)計語言。本文將SystemView作為系統(tǒng)工具，討論了使用二進制頻移鍵控系統(tǒng)，采用相干解調(diào)與非相干解調(diào)兩種系統(tǒng)對調(diào)制后的信號進行解調(diào)處理并且介紹了二進制差分相移鍵控的系統(tǒng)。

一、2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真設(shè)計

由于在高速信道中，2FSK不能無失真的對信號進行處理，所以當(dāng)進行遠距離傳輸時，必須將基帶信號調(diào)至高頻處[2]。到目前為止，二進制相移鍵使用頻率最高。

可以有兩種方式來實現(xiàn)二進制相移鍵控：一種是2PSK(絕對相移)，另一種是2DPSK(相對相移)。因為2PSK信號具有恒定的幅度，所以相干解調(diào)處理必不可少。在此過程中，需要產(chǎn)生載波分量，平方環(huán)和科斯塔斯環(huán)電路經(jīng)常被用于載波的恢復(fù)操作。但是，在鑒相曲線上，滿足的每一個點都是平衡點。任何一個平衡點上都可能發(fā)生鎖定，反相現(xiàn)象就可能會發(fā)生，這稱為0、相位模糊。

由于2PSK中相位不確定，但可以通過對調(diào)制器輸入的信號進行差分編碼來解決這個問題。由此，一種新的調(diào)制方式—2DPSK應(yīng)運而生。

(一)2DPSK調(diào)制系統(tǒng)原理

在傳遞信息的過程中，為了能夠保證信號無失真的傳輸，2DPSK選擇了一種新的傳輸模式，即利用前一個碼元與后一個碼元的相對變化從而達到信號傳輸?shù)哪康?。原理圖如下所示：

圖1DPSK調(diào)制原理圖

(二)2DPSK差分相干解調(diào)

到目前為止，實現(xiàn)2DPSK的解調(diào)方式有兩種：一種是極性比較法，另一種是差分相干解調(diào)法[3]。與差分相干解調(diào)法相比，極性比較法多了兩個設(shè)備：本地載波與碼變換器。因此，差分相干解調(diào)法比極性比較法更為實用且準確度更高。下文介紹差分相干解調(diào)法：

差分相干解調(diào)法的原理圖如下所示：

圖2　DPSK差分相干解調(diào)原理圖

圖3　DPSK調(diào)制與解調(diào)模型　　由于數(shù)字信號的第n個碼元an的差分碼bn與an和前一個差分碼bn-1滿足關(guān)系：bn=an⊕bn-1。所以差分編碼電路由延遲圖符1和異或邏輯圖符2構(gòu)成，負責(zé)原始的信號差分編碼過程。圖14的左邊部分和右邊部分分別完成了實現(xiàn)了DPSK信號的調(diào)制和解調(diào)操作。設(shè)備11為低通濾波器，負責(zé)濾掉載波中的高頻成分。設(shè)備15為抽樣保持器，對設(shè)備11輸出的信號進行周期性抽樣。設(shè)備17為比較器。

調(diào)制和解調(diào)信號波形如下所示：

圖4　調(diào)制信號

圖5　解調(diào)信號

從上圖可以看出，調(diào)制信號與解調(diào)信號依舊只有時間上的區(qū)別，在實際系統(tǒng)中，這種現(xiàn)象是常見的，因為系統(tǒng)中的差分變化和濾波過程導(dǎo)致了延遲現(xiàn)象的發(fā)生。

二、總結(jié)

本文以SystemView為仿真軟件介紹了2FSK,2DPSK以及16QAM的系統(tǒng)模型，并對仿真后的波形進行分析來對系統(tǒng)進行實時測試及評估，為提高通信系統(tǒng)的性能提供了形象直觀的依據(jù)。

【參考文獻】

[1]戴志平,梅進杰,羅菁.SystemView數(shù)字通信系統(tǒng)仿真設(shè)計[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2011

[2]樊昌信.通信原理教程[M].北京：電子工業(yè)出版社,2004:127-128

[3]曾光,任峻 2PSK與2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真與設(shè)計[J]湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 電子設(shè)計工程 2016.6：24.11