西电通信系统实验报告

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1、通信系统实验报告PCM+2DPSK通信系统仿真实验一、实验目的：1.了解PCM+2DPK通信系统的原理和信息传输方案2.掌握通信系统的设计方法与参数选择原则3.掌握由图符模块建立子系统并构成通信系统的设计方法4.熟悉通信系统的SYSTEMVIEW仿真测试环境二、实验内容：1．以PCM码作为系统输入信号，码速率Rb＝48kbit/s。采用键控法实现2DPSK的调制，采用相干解调法实现2DPSK的解调，分别观察系统各点波形。2．使用仿真软件SYSTEMVIEW，从SystemView配置的图标库中调出相关合适的图符并进行合适的参数设置，并连好图符间的连线，完

2、成对2DPSK键控调制与非相干解调仿真电路设计，并完成仿真操作。3.仿真结果要求为观察各点波形：包括时域波形、眼图、覆盖图、可能的星座图、抗噪声性能曲线等，以及记录主要信号点的功率谱密度。三、实验原理：1．PCM编码（1）PCM编码包括如下三个过程：抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。  编码：用一定位数的脉冲码表示量化采样值PCM编码实际上是一个数模转换过程。（2）PCM解码包括如下三个过程：译码：将数字PCM码变换成模拟信号，并去除编码过程中的变换，恢复采样后信号。低通：

3、从采样后信号恢复采样前信号形态。放大：恢复原模拟信号电平。PCM解码实际上一个数模转换并对得到的模拟信号进一步处理的过程。PCM编码、解码功能框图如下：(3)PCM的编码原理：抽样：需要满足低通采样定理，采样频率8kHz量化：均匀量化时小信号量化误差大，因此采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大。实现方法：实现非均匀量化的方法之一是把输入量化器的信号x先进行压扩处理，再把压扩得到的信号y进行均匀量化。压扩器就是一个非线性变换电路，弱信号被扩大，强信号被压缩。压缩器的入出关系表示为y=

4、f(x)。常用压扩器大多采用对数式压缩，广泛采用的两种对数压扩特性是μ律压扩和A律压扩。效果：改善了小信号时的量化信噪比。A律压扩特性的13段折线逼近方法：具体方法是：对x轴不均匀分成8段，分段的方法是每次以二分之一对分；对y轴在0~1范围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8。然后把x，y各对应段的交点连接起来构成8段直线。其中第1、2段斜率相同(均为16)，因此可视为一条直线段，故实际上只有7根斜率不同的折线。以上分析的是第一象限，对于双极性语音信号，在第三象限也有对称的一组折线，也是7根，但其中靠近零点的1、2段斜率与正方向的第1、2段斜率相同，又可以

5、合并为一根，因此，正、负双向共有13段折线。13段折线在第一象限的压扩特性如下图所示：编码：采用8位折叠二进制码，对应有M=28=256个量化级。这需要将13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化级。(4)PCM的解码原理：译码：包括以下两个动作，解压扩：采用一个与13段折线压扩特性相反的解压扩器来恢复x，即x=f-1(y)。D/A变换，PCM码变换成模拟信号，即恢复到发送端模拟信号刚完成采样时的信号。低通:通带要满足低通采样定理的要求。2．2DPSK调制2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为Dj，

6、可定义一种数字信息与Dj之间的关系为则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下表所示数字信息与Dj之间的关系也可以定义为2DPSK信号调制过程波形如图1所示。100101102图12DPSK信号调制过程波形可以看出，2DPSK信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK信号调制器原理图如图2所示。图22DPSK信号调制器原理图QDCKan发送码时钟dn-1dn其中码变换即差分编码器如图3所示。在差分编码器

7、中：{an}为二进制绝对码序列，{dn}为差分编码序列。D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView中此延迟环节一般可不采用D触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块”。图3差分编码器3、2DPSK解调相干解调法：2DPSK信号可以采用相干解调方式(极性比较法)，对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。解调器原理图和解调过程各点时间波形如图13(a)、(b)所示：图132DPSK信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形^DQCK位同步时钟dndn-1^an^^其中码反变换器即

8、差分译码器组成如图14所示。在差分译码器中：dn为差分编码序列，an为差分译码序