systemview关于解调与调制的实验指导
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Token 2: 乘法器
Token 3: 载波--正弦波发生器 （频率=50HZ）
Token 10: 模拟低通滤波器 （截止频率=20HZ）
Token 12：比较器
Token 13：阶跃函数
Token 1、4、7、9、11,14: 分析观察窗口
仿真波形如下图所示:
图2-19二进制不归零信号
图2-20 2ASK调制信号波形
Token 17、18: 载波--正弦波发生器 （频率=10HZ）
Token 13: 模拟低通滤波器 （截止频率=15HZ）
Token 14：比较器
Token 19：阶跃函数
Token 1、5、8、9、15、16: 分析观察窗口
检查仿真电路图和参数设置无误后，进行仿真运行，运行时间设置为：StartTime: 0秒；StopTime:1秒；采样频率：Sample Rate：20000Hz。如图2-11所示:
根据相干解调法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，相干解调系统图如图2-10。
图2-10
参数设置：
Token 0：基带信号--PN码序列将参数设置为
Rate=10HZ,Amplitude(幅度)= 0.5v, Offset(偏移)= 0.5v；
Token 2、12: 乘法器
图2-7 原始波形
图2-8 2ASK调制信号波形
2.2二进制振幅键控（2ASK）的解调
2.2.12ASK的解调原理
2ASK信号由两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调，相应的接收系统组成方框图如图2-9所示，上图为非相干解调方式，下图是相干解调方式。
图2-9 2ASK解调器原理框图
2.2.22ASK的相干解调的仿真设计
1.3 System View的工具栏
设计窗口中工具栏，如下图1-1所示，由十六个常用快捷功能按钮组成动作条，如图所示。当鼠标移动到每个图标时，系统会自动显示该按钮的作用。
图1-1 工具栏
从左到右依次为切换按钮、打开文件按钮、保存按钮、打印按钮、清除按钮、删除按钮、断开连接按钮、连接按钮、复制按钮、反转按钮、便笺按钮、创建嵌套系统按钮、观察嵌套系统按钮、根轨迹按钮、波特图按钮、重绘按钮、取消操作按钮、开始仿真按钮、系统定时按钮、分析窗口按钮。
图（a）模拟幅度调制法
图（b）数字键控法
图2-1 2ASK调制器原理框图
2.1.22ASK的模拟调制的仿真设计
根据模拟相乘法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，得到图2-2。
图2-2 2ASK调制仿真设计图
参数设置：
Token 0: 基带信号--PN码序列将参数设置为Rate=10HZ,Amplitude(幅度)=0.5v, Offset(偏移)= 0.5v；
1.2使用Systemview进行系统仿真的步骤
使用Systemview进行系统仿真，一般要经过以下几个步骤：
(1)建立系统的数学模型 根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。
(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。
图2-3运行时间设置窗口
运行完后可以很直观地观察到各点的波形如图2-4、2-5所示。
图2-4 NRZ输入信号
图2-5 2ASK调制信号
2.1.32ASK的键控法的仿真设计
根据模拟相乘法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，得到图2-2。
图2-6 2ASK键控法
运行完后可以很直观地观察到各点的波形如图2-7、2-8所示。
2ASK信号的一般表达式为
e2ASK（t）=s（t）coswct
其中
s（t）=Σang(t-nTs)
式中：Ts为码元持续时间；g(t)为持续时间为Ts的基带脉冲波形，为简便起见，通常假设g(t)是高度为1、宽度等于Ts的矩形脉冲；an是第n个符号的电平取值。
2ASK信号的产生方法通常有两种：数字键控法和模拟相乘法，相应的调制器如图1-1所示。图（a）就是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；图（b）是一种数字键控法，其中的开关电路受s（t）控制。
Systemview提供了智能化的辅助设计。在系统设计仿真时，Systemview 能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息。通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。并在编译时，给出系统运行的大约时间，方便了设计人员进行调试。其带有的API功能可以利用VC 环境，将系统编译成可脱离Systemview独立运行的可执行文件，大大提高了运行速度和仿真效率。
由我得到的图形可知，调制信号与相乘器相乘后会产生新的频率分量。在经低通滤波器滤除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，再通过抽样判决，从而得到解调信号。由于经过一系列的电路等原因，得到的解调信号的波形与原波形会有一点的延时。
2ASK是20世纪初最早运用于无线报中的数字调制方式之一。但是，2ASK传输技术受噪声影响很大。噪声电压和信号一起改变了振幅。在这种情况下，“0”可能变为“1”，“1”可能变为“0”。可以想象，对于主要依赖振幅来识别比特的ASK调制方法，噪声是一个很大的问题。
图2-21百度文库2ASK调制信号与高斯白噪声叠加波形
图2-22经过全波整流后的波形
图2-23经过低通滤波器后的波形
图2-24 2ASK解调输出的波形
通过仿真波形可以看出，输入波形与解调输出的波形时一致的，由于在信道中加入了高斯噪声，所以接收到的信号有很多高频分量，但不影响其包络依然符合传输信号的波型，包络即为信号的低频分量，这就使在接收使用低通滤波器提取包络，最终实现正确检波成为可能。从低通滤波后的波形就基本可以看出原基带信号的大致趋势，再通过设置一个合理的比较电平，就能使解调输出与基带信号的波形基本一致，只是存在少许的延迟。
移频键控（FSK,Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相键（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。数字调制系统的基本结构如图1所示：
图1 数字调制系统的基本结构图
在数字调制中，数字基带信号可以是二进制的，也可以是多进制的，对应的就有二进制数字调制和多进制数字调制两种不同的数字调制，最简单的情况即是以二进制数字基带信号作为调制信号的二进制数字调制，本次课程设计主要针对就是最常用的二进制数字调制方式即二进制振幅键控、移频键控和移相键控三进行系统仿真分析，通过学习Systemview仿真软件，对对三种系统进行仿真，熟悉2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的原理、已调信号的频谱特点和各系统的抗噪声性能。
图2-11 运行时间设置窗口
运行后可以很直观地观察到各点的波形如图2-12、2-13、2-14、2-15、2-16、2-17所示。
图2-12 原始信号
图2-13 调制信号
图2-14 高斯白噪声
图2-15 加入高斯白噪声的调制信号
图2-16 解调信号经过滤波后的波形图
图2-17 最终输出的解调出来的波形
图1-2 基本库图标
在上述八个图符中，除双击加法器和乘法器图符按钮可直接使用外，双击其他按钮会出现相应的对话框，应进一步设置图符块的操作参数。单击图符库选择区最上面的主库开关按钮“Main”，将出现选择开关按钮“Option”下的库（user）、通信库（comm）、DSP库、逻辑库(LOGIC)、射频/模拟库(RF/ANALOG)和数学库（MATALAB）选择按钮，可分别双击他们选择调用。在设计窗口中间的大片区域就是工作区域，用户可以在这里放置、定义和连接各种图符，建立新的系统。
1.4 System View的图标库
图标是System View仿真运算,处理的基本单元,共分为三大类;第一类包括信号源库,它只有输出端没有输入端;第二个类包括观察窗库,它只有输入端没有输出端;第三类包括其他所有图表库,这类图标都有一定个数的输入端和输出端. 在设计窗口的左边有一个图标库区，一组是基本库（Main Libraries），共8个。另一组是可选择的专业库（Optional Libraries）,如通信库、数字信号处理库、逻辑库、射频/模拟库等，支持用户自己用C/C++语言编写源代码定义图标以完成所需自定义功能的用户自定义库（Custom），及可调用、访问Matlab的函数的M-Link库，以及CDMA、DVB、自适应滤波器库等。
Systemview操作简单，使用方便，只要用鼠标从Systemview 库中选择图符并将他们拖拽到设计窗口中连接起来创造线性和非线性，离散和连续，模拟、数字和混合模式的系统，Systemview 的所有图符都有相似的参数定义窗口，我们所要做的只是修改各个图符的参数，无需编程即可实现系统的设计和模拟。
(3)设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置(系统模拟时间，采样速率等)和功能模块运行参数(正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等)。
(4)设置观察窗口， 分析模拟数据和波形在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。
2.2.32ASK的包络解调的仿真设计
根据相干解调法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，相干解调系统图如图2-18。
图2-18 2ASK非相干解调的仿真设计图
参数设置：
Token 0：基带信号--PN码序列将参数设置为
Rate=50HZ,Amplitude(幅度)= 1v, Offset(偏移)= 1v；
Token 2: 乘法器
Token 17: 载波--正弦波发生器 （频率=20HZ）
Token 1、5: 分析观察窗口
检查仿真电路图和参数设置无误后，进行仿真运行，运行时间设置为：Start Time: 0秒； Stop Time: 1秒；采样频率：Sample Rate：20000Hz。如图2-3所示:
第二章 二进制振幅键控（2ASK）系统的设计
2.1二进制振幅键控（2ASK）的调制
2.1.1 2ASK的调制原理
振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信号，而其频率和初始相位保持不变。在2Ask中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。
Systemview的界面直观，设计窗口中各功能模块都用形象直观的图符表示，分析窗口中分析结果以各种图形直观显示，使我们对系统的结构，功能和分析结果一目了然。他的另一个重要特点是可扩展性，Systemview 允许用户插入使用C++编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到Systemview 中，能够像内建库一样使用。
第一章、Systemview软件简介
1.1Systemview软件特点
Systemview是El ANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化软件。他可以提供大量的信号源供系统分析使用；其丰富的算子图符和函数库便于设计和分析各种系统；其多种信号接受器为时域和频域的数值分析提供便捷的途径；其无限制的分层结构使建立大而复杂的系统变得容易；另外他还提供对于外部数据文件的接口，使信号分析更加灵活方便。
绪论
数字通信系统,按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率（如0～6M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。
所谓调制，是用基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化从而携带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。
和模拟调制不同的是，由于数字基带信号具有离散取值的特点，所以调制后的载波参量只有有限的几个数值，因而数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，就像用数字信息去控制开关一样，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、
Token 3: 载波--正弦波发生器 （频率=50HZ）
Token 10: 模拟低通滤波器 （截止频率=20HZ）
Token 12：比较器
Token 13：阶跃函数
Token 1、4、7、9、11,14: 分析观察窗口
仿真波形如下图所示:
图2-19二进制不归零信号
图2-20 2ASK调制信号波形
Token 17、18: 载波--正弦波发生器 （频率=10HZ）
Token 13: 模拟低通滤波器 （截止频率=15HZ）
Token 14：比较器
Token 19：阶跃函数
Token 1、5、8、9、15、16: 分析观察窗口
检查仿真电路图和参数设置无误后，进行仿真运行，运行时间设置为：StartTime: 0秒；StopTime:1秒；采样频率：Sample Rate：20000Hz。如图2-11所示:
根据相干解调法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，相干解调系统图如图2-10。
图2-10
参数设置：
Token 0：基带信号--PN码序列将参数设置为
Rate=10HZ,Amplitude(幅度)= 0.5v, Offset(偏移)= 0.5v；
Token 2、12: 乘法器
图2-7 原始波形
图2-8 2ASK调制信号波形
2.2二进制振幅键控（2ASK）的解调
2.2.12ASK的解调原理
2ASK信号由两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调，相应的接收系统组成方框图如图2-9所示，上图为非相干解调方式，下图是相干解调方式。
图2-9 2ASK解调器原理框图
2.2.22ASK的相干解调的仿真设计
1.3 System View的工具栏
设计窗口中工具栏，如下图1-1所示，由十六个常用快捷功能按钮组成动作条，如图所示。当鼠标移动到每个图标时，系统会自动显示该按钮的作用。
图1-1 工具栏
从左到右依次为切换按钮、打开文件按钮、保存按钮、打印按钮、清除按钮、删除按钮、断开连接按钮、连接按钮、复制按钮、反转按钮、便笺按钮、创建嵌套系统按钮、观察嵌套系统按钮、根轨迹按钮、波特图按钮、重绘按钮、取消操作按钮、开始仿真按钮、系统定时按钮、分析窗口按钮。
图（a）模拟幅度调制法
图（b）数字键控法
图2-1 2ASK调制器原理框图
2.1.22ASK的模拟调制的仿真设计
根据模拟相乘法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，得到图2-2。
图2-2 2ASK调制仿真设计图
参数设置：
Token 0: 基带信号--PN码序列将参数设置为Rate=10HZ,Amplitude(幅度)=0.5v, Offset(偏移)= 0.5v；
1.2使用Systemview进行系统仿真的步骤
使用Systemview进行系统仿真，一般要经过以下几个步骤：
(1)建立系统的数学模型 根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。
(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。
图2-3运行时间设置窗口
运行完后可以很直观地观察到各点的波形如图2-4、2-5所示。
图2-4 NRZ输入信号
图2-5 2ASK调制信号
2.1.32ASK的键控法的仿真设计
根据模拟相乘法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，得到图2-2。
图2-6 2ASK键控法
运行完后可以很直观地观察到各点的波形如图2-7、2-8所示。
2ASK信号的一般表达式为
e2ASK（t）=s（t）coswct
其中
s（t）=Σang(t-nTs)
式中：Ts为码元持续时间；g(t)为持续时间为Ts的基带脉冲波形，为简便起见，通常假设g(t)是高度为1、宽度等于Ts的矩形脉冲；an是第n个符号的电平取值。
2ASK信号的产生方法通常有两种：数字键控法和模拟相乘法，相应的调制器如图1-1所示。图（a）就是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；图（b）是一种数字键控法，其中的开关电路受s（t）控制。
Systemview提供了智能化的辅助设计。在系统设计仿真时，Systemview 能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息。通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。并在编译时，给出系统运行的大约时间，方便了设计人员进行调试。其带有的API功能可以利用VC 环境，将系统编译成可脱离Systemview独立运行的可执行文件，大大提高了运行速度和仿真效率。
由我得到的图形可知，调制信号与相乘器相乘后会产生新的频率分量。在经低通滤波器滤除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，再通过抽样判决，从而得到解调信号。由于经过一系列的电路等原因，得到的解调信号的波形与原波形会有一点的延时。
2ASK是20世纪初最早运用于无线报中的数字调制方式之一。但是，2ASK传输技术受噪声影响很大。噪声电压和信号一起改变了振幅。在这种情况下，“0”可能变为“1”，“1”可能变为“0”。可以想象，对于主要依赖振幅来识别比特的ASK调制方法，噪声是一个很大的问题。
图2-21百度文库2ASK调制信号与高斯白噪声叠加波形
图2-22经过全波整流后的波形
图2-23经过低通滤波器后的波形
图2-24 2ASK解调输出的波形
通过仿真波形可以看出，输入波形与解调输出的波形时一致的，由于在信道中加入了高斯噪声，所以接收到的信号有很多高频分量，但不影响其包络依然符合传输信号的波型，包络即为信号的低频分量，这就使在接收使用低通滤波器提取包络，最终实现正确检波成为可能。从低通滤波后的波形就基本可以看出原基带信号的大致趋势，再通过设置一个合理的比较电平，就能使解调输出与基带信号的波形基本一致，只是存在少许的延迟。
移频键控（FSK,Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相键（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。数字调制系统的基本结构如图1所示：
图1 数字调制系统的基本结构图
在数字调制中，数字基带信号可以是二进制的，也可以是多进制的，对应的就有二进制数字调制和多进制数字调制两种不同的数字调制，最简单的情况即是以二进制数字基带信号作为调制信号的二进制数字调制，本次课程设计主要针对就是最常用的二进制数字调制方式即二进制振幅键控、移频键控和移相键控三进行系统仿真分析，通过学习Systemview仿真软件，对对三种系统进行仿真，熟悉2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的原理、已调信号的频谱特点和各系统的抗噪声性能。
图2-11 运行时间设置窗口
运行后可以很直观地观察到各点的波形如图2-12、2-13、2-14、2-15、2-16、2-17所示。
图2-12 原始信号
图2-13 调制信号
图2-14 高斯白噪声
图2-15 加入高斯白噪声的调制信号
图2-16 解调信号经过滤波后的波形图
图2-17 最终输出的解调出来的波形
图1-2 基本库图标
在上述八个图符中，除双击加法器和乘法器图符按钮可直接使用外，双击其他按钮会出现相应的对话框，应进一步设置图符块的操作参数。单击图符库选择区最上面的主库开关按钮“Main”，将出现选择开关按钮“Option”下的库（user）、通信库（comm）、DSP库、逻辑库(LOGIC)、射频/模拟库(RF/ANALOG)和数学库（MATALAB）选择按钮，可分别双击他们选择调用。在设计窗口中间的大片区域就是工作区域，用户可以在这里放置、定义和连接各种图符，建立新的系统。
1.4 System View的图标库
图标是System View仿真运算,处理的基本单元,共分为三大类;第一类包括信号源库,它只有输出端没有输入端;第二个类包括观察窗库,它只有输入端没有输出端;第三类包括其他所有图表库,这类图标都有一定个数的输入端和输出端. 在设计窗口的左边有一个图标库区，一组是基本库（Main Libraries），共8个。另一组是可选择的专业库（Optional Libraries）,如通信库、数字信号处理库、逻辑库、射频/模拟库等，支持用户自己用C/C++语言编写源代码定义图标以完成所需自定义功能的用户自定义库（Custom），及可调用、访问Matlab的函数的M-Link库，以及CDMA、DVB、自适应滤波器库等。
Systemview操作简单，使用方便，只要用鼠标从Systemview 库中选择图符并将他们拖拽到设计窗口中连接起来创造线性和非线性，离散和连续，模拟、数字和混合模式的系统，Systemview 的所有图符都有相似的参数定义窗口，我们所要做的只是修改各个图符的参数，无需编程即可实现系统的设计和模拟。
(3)设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置(系统模拟时间，采样速率等)和功能模块运行参数(正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等)。
(4)设置观察窗口， 分析模拟数据和波形在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。
2.2.32ASK的包络解调的仿真设计
根据相干解调法原理图，利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计，相干解调系统图如图2-18。
图2-18 2ASK非相干解调的仿真设计图
参数设置：
Token 0：基带信号--PN码序列将参数设置为
Rate=50HZ,Amplitude(幅度)= 1v, Offset(偏移)= 1v；
Token 2: 乘法器
Token 17: 载波--正弦波发生器 （频率=20HZ）
Token 1、5: 分析观察窗口
检查仿真电路图和参数设置无误后，进行仿真运行，运行时间设置为：Start Time: 0秒； Stop Time: 1秒；采样频率：Sample Rate：20000Hz。如图2-3所示:
第二章 二进制振幅键控（2ASK）系统的设计
2.1二进制振幅键控（2ASK）的调制
2.1.1 2ASK的调制原理
振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信号，而其频率和初始相位保持不变。在2Ask中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。
Systemview的界面直观，设计窗口中各功能模块都用形象直观的图符表示，分析窗口中分析结果以各种图形直观显示，使我们对系统的结构，功能和分析结果一目了然。他的另一个重要特点是可扩展性，Systemview 允许用户插入使用C++编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到Systemview 中，能够像内建库一样使用。
第一章、Systemview软件简介
1.1Systemview软件特点
Systemview是El ANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化软件。他可以提供大量的信号源供系统分析使用；其丰富的算子图符和函数库便于设计和分析各种系统；其多种信号接受器为时域和频域的数值分析提供便捷的途径；其无限制的分层结构使建立大而复杂的系统变得容易；另外他还提供对于外部数据文件的接口，使信号分析更加灵活方便。
绪论
数字通信系统,按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率（如0～6M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。
所谓调制，是用基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化从而携带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。
和模拟调制不同的是，由于数字基带信号具有离散取值的特点，所以调制后的载波参量只有有限的几个数值，因而数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，就像用数字信息去控制开关一样，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、