基于SystemView的数字基带与频带传输仿真.doc

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1、本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：基于SystemView的数字基带与频带传输仿真学 院： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2012年 5 月 20 日本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 目录摘要IIAbstractIII第一章前 言111.数字通信的基带与频带传输技术21.11数字通信基带传输技术21.1.2数字通信频带传输技术21.2数字通信传输技术的发展现状及趋势

2、31.2.1 数字通信传输技术的发展现状31.2.2 数字通信传输技术的发展趋势4第二章 SystemView的具体介绍62.1. SystemView基本功能62.2 使用Systemview进行系统仿真的步骤82.3 SystemView发展趋势及现状9第三章 设计原理103.1频带传输系统工作原理103.1.1.2ASK基本原理103.1.2 2FSK基本原理113.1.3 2PSK的基本原理133.2.基带传输的基本原理143.2.1基带传输系统的组成143.2.2数字基带信号传输码型的要求153.2.3常用的基带传输码型163.2.4数字信号传输的基本准则16第四章 设计过程与结果分

3、析184.1.频带的仿真过程184.1.1 2ASK184.1.2 2FSK244.1.3 2PSK314.2 基带传输仿真实现过程374.3系统中存在的不足45第五章 总结46参 考 文 献48致 谢49 基于SystemView的数字基带与频带传输仿真摘要本次毕业设计是根据数字信号的基带传输和频带传输的原理，通过软SystemView来完成基带传输与频带传输的仿真，利用SystemView结合基带传输与频带传输的工作原理进行数据的输入，在SystemView上得到设计的仿真图，观察仿真结果并且得出系统中的不足。现阶段，随着信息的交换日益频繁，通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合，通信

4、能克服对空间和时间的限制，大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。展望未来，通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展，各种新的电信业务也应运而生，这次设计正能延伸这些业务的发展。首先，通过2ASK,2FSK,2PSK的解调与调制完成频带的传输，对比原始信号，已调信号和调解信号的运行图分别分析2ASK,2FSK,2PSK运行结果。其次进行基带传输的仿真，将信源PN码和波形形成输出的功率谱进行比较，并观察信道输入和输出信号眼图的差别，根据运行结果和波形来分析传输系统的性能及信道对信号传输的影响。本次设计中，系统开发平台为SystemView5.0，程序运行平台为Windo

5、ws XP。设计中，分别调用软件中相关解调来实现传输系统的构建。程序经过运行调试，实现了预定的设计。关键词：基带传输，频带传输，SystemView5.0SystemView based digitilbase bandandbandtranssion simulationAbstractThis graduation design is according to the baseband transmission of digital signal and frequency band transmission principle, through the software SystemVi

6、ew to complete the baseband transmission and band transmission simulation, using the SystemView binding baseband transmission and frequency of the transmission principle of the data input, in the SystemView design of the simulation map, and observe the simulation results and the conclusion of the sy

7、stem lack in. Along with the information exchanges have become increasingly frequent, communication technology and computer technology and the development of their marriage, communication can overcome the limit of time and space, large, remote information transmission and access has become possible.

8、 Looking to the future, communication technology is digital, intelligent, integrated, broadband, personalized way develops quickly, all sorts of new telecommunications business also emerge as the times require, this design is to extend the business development. First of all, through the 2ASK,2FSK,2P

9、SK demodulation and modulation to complete the band transmission, in contrast to the original signal, modulated signal and mediate signal operation chart analysis of 2ASK,2FSK,2PSK running results. The source PN code and the waveform shaping output power spectrum were compared, and the observation o

10、f channel input and output signals of the difference, according to the operation result and waveform analysis of the performance of the transmission system and channel influence on signal transmission. In the course of design, system development platform for SystemView5.0, running platform for Windo

11、ws XP. Design, respectively called software demodulation to achieve transmission system. The program after debugging, achieved a predetermined design.Keywords:Baseband transmission,transmission bands,SystemView5.0第一章 前 言如果把调制与解调过程看作广义信道的一部分，那么任何数字通信系统均可等效为数字信号基带传输系统。本次毕业设计是利用SystemView仿真软件来实现信号的基带传输

12、频带传输。本毕业设计是利用SystemView仿真软件来模拟基带传输系统。第一，要求我们通过基带传输与频带传输的原理图画出系统模型，对每个模块进行相应的参数设置，通过信号传输的前后功率谱，眼图的比较分析整个基带传输的系统性能。然后仿真带传输系统，利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，来实现数字调制，这种方法通常称为键控法，主要对载波的振幅，频率，和相位进行键控。键控主要分为：振幅键控，频移键控，相移键控三种基本的数字调制方式。在SystemViem的配合下完成各个系统的结构图和调试结构图，深入了解2ASK,2FSK,2PSK的调节原理。对比数字基带传输和频带传输，对比两种传输的异同，分析

13、两种传输适合于在什么条件下传输。通信的任务根本是远距离传递信息，因而如何准确的传递数字信息是数字通信的一个重要组成部分。在数字传输系统中，其传输对象是二元数字信息，它可能来自计算机、电传打字机或者其他的数字设备的各种数字代码，也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号。设计数字传输系统的基本考虑的是选择一组有限的离散波形来表示数字信息。这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号也可以是调制后的数字形式。由于未经调制的电脉冲信号所占据的频带通常从直流和低频开始，因而称之为数字基带信号。在某些有线信道中，特别是传输距离不远的情况下，数字基带信号是可以直接传输，我们称之为数字信号的基带传输。而在另外的一些信

14、道中，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输，我们把这种传输称之为数字信号调制传输。因此掌握数字信号的基带传输原理是十分重要的。 频带传输 是通过远距离通信信道多为模拟信道，例如，传统的电话（电话信道）只适用于传输音频范围（300-3400Hz）的模拟信号，不适用于直接传输频带很宽、但能量集中在低频段的数字基带信号。先将基带信号变换（调制）成便于在模拟信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。计算机网络的远距离通信通常采用的是频带传输。基带信号与频带信号的转换是由调制解调技术完成。现代通信过

15、程中的电信号可以分为两大类：模拟信号（如普通电话机输出的语音信号）和数字信号（如电传机、发报机输出的信号），以数字信号（由二进制“0”和“1”组成的数字码流）携带并传输信息的通信方式就是数字通信（Digital Communication）。11.数字通信的基带与频带传输技术数字通信涉及的技术比较多，主要包括信源编码、信道编码（也称差错控制编码）、保密编码、数字调制、定时与同步问题等等，不同的通信方式需要解决不同的问题。1.11数字通信基带传输技术由消息源的消息直接经过转换器转成的由“0”和“1”组成的脉冲信号，未被高频振荡器调制，其频谱常含有直流分量或极低频率的成分，称之为基带信号（Base

16、band Signal）。在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，由于传送信号信道的带宽与基带信号的频带宽度相当，数字基带信号可以通过双绞线或电缆直接传送，而无须由高频信号调制。这种不使用调制和解调装置而直接传送基带信号的系统称之为数字信号基带传输系统4。数字通信基带传输过程不需要调制，但需要对基带信号进行码型变换和波形形成（虚线框部分）。不同的码型具有不同的频域特性，经发送滤波器变换成适合信道传输的波形，接收滤波器主要用于滤除带外噪声并对已接收的波形均衡，以便通过抽样判决器正确判断。再生判决器用来对判决器的输出信号进行再生，以获得与输入码型相应的原脉冲序列。目前，基带传输主要应用于计

17、算机局域网、电话线、石油测井的井下仪到地面设备的电缆传输线等。1.1.2数字通信频带传输技术在远距离的情况下，特别是在无线或光纤信道上传输时，因为信道都是带限信道或带通信道，含有丰富低频成分的数字基带信号无法直接传输，必须经过调制器进行调制，使其成为数字频带（载波）信号后再进行传输，在接收端通过相应解调器进行解调，将其还原成数字基带信号，数字调制与解调的过程统称为数字调制，此传输系统则为数字信号频带传输系统（或数字信号载波传输系统）。从实际的应用上来看，频带传输技术比基带传输技术要更加广泛。但是，基带传输也是一种重要的传输方式，对其研究仍然十分重要，它与频带传输之间有着紧密的联系。甚至从广义上

18、的角度来看，如果把调制和调解过程看做广义信道一部分的话，频带传输也可以归于基带传输系统。1.2数字通信传输技术的发展现状及趋势1.2.1 数字通信传输技术的发展现状目前，数字通信技术主要应用在移动通信、卫星通信、光纤通信、微电子技术和微波中继通信等领域。（1）移动通信数字移动通信是在上个世纪80年代中期开始出现并投入应用，如欧洲的GSM和北美的D-AMPS数字通信网络系；随后发展到第三代宽带码分多址数字移动通信技术，也就是2000年正式推出的IMT-2000（国际移动通信系统）；目前已有一批智能业务，使用最广泛的如被叫集中付费、转移呼叫、电话卡、语音信箱等业务。近年，个人移动通信的2G网络一直

19、占据统治地位，但随着多媒体消息（MMS）业务的发展需要催生了频带利用率更高的3G技术并已得到广泛应用。（2）卫星通信1982年国际海事通信组织利用4颗地球同步轨道卫星组成了覆盖全球的INMARSAT移动通信系统；2000年前又开通了中、低轨道的卫星系统，包括美国的“铱”和“全球星”系统、国际海事通信组织的ICO系统；2001年美国发射了XM数字音频广播卫星；而在我国，2000年时“广播电视直播卫星系统”就作为12项重点高新技术产业发展项目被列入国家“十五”计划以及广播影视科技“十五”计划和2010年远景规划。目前我国卫星接收机的年产量为1100万台，其中800万台出口。（3）光纤通信1970年

20、开始出现的光纤技术，其发展一直是以数字通信的发展为基础，其传输速率高，传输距离长，特别适合于高速数据传输。目前光纤信道传输能力可以达到每秒千兆比特的数量级甚至更高。（4）微电子技术自从1948年出现第一个晶体管以来，微电子技术得到了迅速的发展，高度的电子器件和宽带传输通告，可以传输更高速率的多路复用数字信号，构成了数字通信的基础技术。目前应用较多的是计算机芯片技术，向着超大规模集成电路（VLSL），集成化程度越来越高。（5）微波中继通信数字微波采用正交调幅（QAM）或移相键送（PSK）等调幅方式，传送语音、数据或是影像等数字信号。与类此微波比较起来，数字微波具有较佳的通信品质,而且在长距离的传

21、送过程中比较不会有杂音累积。随着数字通信的发展，数字微波已成为微波中继通信的主要发展方向。1.2.2 数字通信传输技术的发展趋势数字通信技术每时每刻都在飞速发展中，其发展趋势主要有如下方面：（1）传输速率更高、容量更大、距离更长波分复用技术已进入实用阶段，相对于光通信、光孤子通信已取得重大进展。光纤传输速率越来越高，波长从1.3m发展到1.55m并已大量采用。无线传输包括微波接力和卫星通信已由4GHz/6GHz的C频段发展到11GHz/14GHz的Ku频段，并在向20GHz/30GHz的Ku频段甚至更高发展，这样不但扩充了可用频段，而且大大地增加了容量。光放大代替光电转换中继器可使无中继距离延

22、长到几百甚至上千公里。传输复用采用同步数字系列（SDH），使各国复用系列得到了统一，上下电路更为灵活。同时采用数字交叉连接设备（DXC）使传输网上具有电路群交换功能，大大便利了组网，并提高了网的效率和可靠性。（2）向着小型化、综合化、智能化方向迅速发展随着人的流动性增加，个人移动通信技术使用越来越广泛，发展也非常快，从无绳电话、寻呼到蜂窝式移动电话。2G、3G时代也将很快过去，随之而来将是进入移动通信成熟期的4G时代。目前日本、韩国、欧盟等都早已研发4G技术，我国于2002年也开始立项进行4G的研发，可以预见，4G时代将是21世纪整个移动通信发展的归宿和人类信息社会继续发展的基石。为了克服每种

23、业务（如电报、电话、数据、图像）单独建网的缺陷，目前以2B+D（144kbit/s）和30B+D（1936kbit/s）为单元的宽带综合业务网已在使用。为了更好的满足用户多种业务的需要，数字通信网络必将向综合业务网络方向进一步发展。随着通信接续的自动化，随着技术的发展通信网可提供更多的功能。因此把由用户来判断、操作的相当部分功能交给通信网来进行，从而使通信网具有人工智能，这是通信发展的智能化方向。目前已有一批智能业务，使用最广泛的如被叫集中付费、转移呼叫、电话卡、语音信箱等业务，随着需求和技术的发展，还将有更多的智能业务被开发。第二章 SystemView的具体介绍2.1. SystemVie

24、w基本功能SystemView是一个用于现代科学与科学系统设计及仿真打动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统打设计与仿真，到一般系统数字模型建立等各个领域，SystemView在友好而功能齐全打窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具7。进入SystemView后，屏幕上首先出现该工具的系统视窗，系统视窗最上边一行为主菜单栏，包括：文件（File）、编辑（Edit）、参数优选（Preferences）、视窗观察（View）、便笺（NotePads）、连接（Connetions）、编译器（Compiler）、系统（System）、图符块（Tokens）、工具（Tools）

25、和帮助（Help）共11项功能菜单。如下图所示:图2.1 SystemView平面图 系统视窗左侧竖排为图符库选择区。图符块（Token）是构造系统的基本单元模块，相当于系统组成框图中的一个子框图，用户在屏幕上所能看到的仅仅是代表某一数学模型的图形标志（图符块），图符块的传递特性由该图符块所具有的仿真数学模型决定。创建一个仿真系统的基本操作是，按照需要调出相应的图符块，将图符块之间用带有传输方向的连线连接起来。这样一来，用户进行的系统输入完全是图形操作，不涉及语言编程问题，使用十分方便。进入系统后，在图符库选择区排列着8个图符选择按钮创建系统的首要工作就是按照系统设计方案从图符库中调用图符块，

26、作为仿真系统的基本单元模块。可用鼠标左键双击图符库选择区内的选择按钮。 当需要对系统中各测试点或某一图符块输出进行观察时，通常应放置一个信宿（Sink）图符块，一般将其设置为“Analysis”属性。Analysis块相当于示波器或频谱仪等仪器的作用，它是最常使用的分析型图符块之一。 在SystemView系统窗中完成系统创建输入操作（包括调出图符块、设置参数、连线等）后，首先应对输入系统的仿真运行参数进行设置，因为计算机只能采用数值计算方式，起始点和终止点究竟为何值？究竟需要计算多少个离散样值？这些信息必须告知计算机。假如被分析的信号是时间的函数，则从起始时间到终止时间的样值数目就与系统的采

27、样率或者采样时间间隔有关。实际上，各类系统或电路仿真工具几乎都有这一关键的操作步骤，SystemView也不例外。如果这类参数设置不合理，仿真运行后的结果往往不能令人满意，甚至根本得不到预期的结果。有时，在创建仿真系统前就需要设置系统定时参数7。 时域波形是最为常用的系统仿真分析结果表达形式。进入分析窗后，单击“工具栏”内的绘制新图按钮（按钮1），可直接顺序显示出放置信宿图符块的时域波形，对于码间干扰和噪声同时存在的数字传输系统，给出系统传输性能的定量分析是非常繁杂的事请，而利用“观察眼图”这种实验手段可以非常方便地估计系统传输性能。实际观察眼图的具体实验方法是：用示波器接在系统接收滤波器输出

28、端，调整示波器水平扫描周期Ts，使扫描周期与码元周期Tc同步（即TsnTc，n为正整数），此时示波器显示的波形就是眼图。由于传输码序列的随机性和示波器荧光屏的余辉作用，使若干个码元波形相互重叠，波形酷似一个个“眼睛”，故称为“眼图”。“眼睛”挣得越大，表明判决的误码率越低，反之，误码率上升。SystemView具有“眼图”这种重要的分析功能8。 当需要观察信号功率谱时，可在分析窗下单击信宿计算器图标按钮，出现“SystemView信宿计算器”对话框，单击分类设置开关按钮spectrum，完成功率谱的观察8。2.2 使用Systemview进行系统仿真的步骤使用Systemview进行系统仿真，

29、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。(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

30、拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果7。2.3 SystemView发展趋势及现状SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。基于PC机Windows平台的SystemView动态系统仿真软件，是一个已开始流行的、优秀的EDA软件，它通过方便、直观、形象的过程构建系统，提供丰富的部件资源，强大的分析功能和可视化开放的体系结构，已逐渐被电子工程师、系统开发

31、/设计人员所认可,并作为各种通信、控制及其它系统的分析、设计和仿真平台以及通信系统综合实验平台。现代通信过程中的电信号可以分为两大类:模拟信号(如普通电话机输出的语音信号)和数字信号(如电传机、发报机输出的信号),以数字信号(由二进制“0”和“1”组成的数字码流)携带并传输信息的通信方式就是数字通信。数字通信的基带与频带传输技术数字通信涉及的技术比较多,主要包括信源编码、信道编码(也称差错控制编码)、保密编码、数字调制、定时与同步问题等等,不同的通信方式需要解决不同的问题。目前主要应用在移动通信、卫星通信、微电子技术、微波中继通信等领域。未来发展趋势：传输速率更高，容量变大，距离变长，想着小型

32、化，综合化，智能化发展。随着人类流动性的加快个人移动通信技术发展脚步越来越快。将会有更多的业务等待区开拓。第三章 设计原理3.1频带传输系统工作原理数字信号的传输方式为基带传输和带通传输。如果要是使信号在带通信道中传输，那么就必须通过数字基带信号对载波进行调制，从而让信号与信道特性相匹配。在这个过程中就要用到数字调制5。 在通信系统中，利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，来实现数字调制，这种方法通常称为键控法，主要对载波的振幅，频率，和相位进行键控。键控主要分为：振幅键控，频移键控，相移键控三种基本的数字调制方式1。3.1.1.2ASK基本原理振幅键控（也称幅移键控），记做ASK,或称

33、其为开关键控（通断键控），记做OOK 。二进制数字振幅键控通常记做2ASK。振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，其频率和初始相位保持不变。当数字信号为二进制时，则为二进制振幅键控。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式,与是各种数字调制的基础。 对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。根据线性调制的原理，一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。2ASK信号可表示为 ： (3-1-1)式中,

34、为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列 (3-1-2)其中，g(t)是持续时间为、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数； 为二进制数字振幅键控信号可以表示成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的相乘其实现的方法有两种：模拟调制法和键控法。原理框图如图： 图3.1模拟调制法和键控法原理框图载波的幅度随数字基带信号而变化。基带信号形成器把数字序列转成为所需要的单极性基带矩形脉冲序列s(t)与载波相乘后即把s(t)的频谱搬移到附近，实现了2ASK。带通滤波器滤出所需要的已调信号，防止带外辐射影响邻台。相干或非相干解调原理：2ASK信号也有两种基本的解调方法：非相干解调和相干解调。在这里我们使

35、用是相干解调，解调过程与调制过程相反，如图： 图3.2解调原理框图如图示可知：带通滤波器恰好使2ASK信号完整地通过，经包络检测后，输出其包络。低通滤波器的作用是滤除高频杂波，使基带包络信号通过。抽样判决器包括抽样、判决及码元形成，有时又称译码器。不计噪声影响时，带通滤波器输出为2ASK信号，经过抽样、判决后将码元再生，即可恢复出数字序列。3.1.2 2FSK基本原理频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟电咱来实现；另一种可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的

36、控制下通过开关对两个不同的独立源进行先通，使其在每一个码元期间输出f1和f2两个载波之一。这两种方法产生2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK信呈在相邻码元之间的相位是连续变化的，而键控法产生的2FSK信号，是邮电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一不定期连续。频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化6。故其表达式为： (3-1-4)典型波形如下图所示。由图可见。2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。因此2FSK信号的时域表达式又可以写成：(3-1-5)原理图如下： 图3.3 2

37、fsk时域表达式原理图2FSK信号的解调相干解调： 图3.4 2fsk相干解调表达式这种方法所产生的信号，也就是利用矩形脉冲序列控制的开关对不同的频率源进行选通。频移键控FSK是用数字基带信号去调制载波的频率。因为数字信号的电平是离散的，所以载波频率的变化也是离散的34。3.1.3 2PSK的基本原理2PSK是二进制相移键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。两个载波相位通常相差180度，二进制相移键控中，载波的振幅和频率都是不变的，通常通过基带脉冲的变化决定载波的相位

38、，从而取相应的离散值。这种通过载波的不同相位来直接表示相应的数字信息的相位键控通常被称为绝对移相方式，此时也称为反向键控(PSK) 6,（1）2PSK信号的产生2PSK的产生：模拟法和数字键控法，就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对s(t)要求不同，因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。而就键控法来说，用数字基带信号s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。 2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个

39、由单极性NRZ码组成。因此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。（2）2PSK信号的功率谱分析2PSK信号的功率谱：（1）当双极性基带信号以相等的概率（p=1/2）出现时，2PSK信号的功率谱仅由连续谱组成。而一般情况下，2PSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。其中，连续谱取决于基带信号经线性调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量确定（2）2PSK的连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同因此，2PSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同(3-1-6)其中，数字基带信号带宽。这就表明，在数字调制中，2PSK的频谱特性与2ASK相似。相位调

40、制和频率调制一样，本质上是一种非线性调制，但在数字调相中，由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值，因此，可以把相位变化归结为幅度变化。这样一来，数字调相同线性调制的数字调幅就联系起来了，为此可以把数字调相信号当作线性调制信号来处理了。原理图如下： 图3.5 2psk原理图 2PSK的解调：2PSK，只用相干解调的方法来回复原始信号，可以用各种鉴相器来完成。如下图视。它是直接比较前后码的相位差，码变换作用同时完成，不需码变换器，无须相干载波，他适用但需一延迟电路来精确延迟一个码元间隔。这当然也增加设备复杂度。原理框图： 图3.6解调原理图3.2.基带传输的基本原理3.2.1基带传输系统的组成主

41、要由码波形变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器和取样判决器等5个功能电路组成。 基带传输系统的组成框图如图： 图3.7基带系统组成图此系统并不是无码间干扰设计的，一般采用高斯滤波器来作为形成滤波器，这样能使基带信号能量更为集中。其原理输出图如下： PN码发生器低 通高 斯噪声源加性高斯低通型信道形 成滤波器接 收判 决 图3.8原理输出图基带传输系统的输入信号是由终端设备编码器产生的脉冲序列，为了使这种脉冲序列适合于信道的传输，一般要经过码型变换器，码型变换器把二进制脉冲序列变为双极性码（AMI码或HDB3码），有时还要进行波形变换，使信号在基带传输系统内减小码间干扰。当信号经过信道时，由于信

42、道特性不理想及噪声的干扰，使信号受到干扰而变形。在接收端为了减小噪声的影响，首先使信号进入接收滤波器，然后再经过均衡器，校正由于信道特性（包括接收滤波器在内）不理想而产生的波形失真或码间串扰。最后在取样定时脉冲到来时，进行判决以恢复基带数字码脉冲。数字基带信号，即基频、取值离散的信号，含有大量的低频分量和直流分量。如计算机，电转机等数据终端信号，或者是模拟信号经数字化处理的PCM信号。数字基带传输系统：不是用载波调制的解调装置，而直接传输数字基带信号的系统。3.2.2数字基带信号传输码型的要求1、有利于提高系统的频带利用率。2、基带信号应不含直流分量，同时低频分量要尽量少，因为由于变压器的接入

43、，使信道具有低频截止特性。3、考虑到码型频谱中高频分量的影响电缆中线对间由于电磁辐射而引起的串话随频率升高而加剧，会限制信号的传输距离或传输容量。4、基带信号应具有足够大的定时信号供提取。5、基带信号的传输码型应具有误码检测能力。6、码型变换设备简单，容易实现。3.2.3常用的基带传输码型常见的传输码型有NRZ码、RZ码、AMI码、HDB3码及CMI码，其中最适合基带传输的码型是HDB3码。另外，AMI码也是CCITT建议采用的基带传输码型，但其缺点是当长连0过多时对定时信号提取不利。CMI码一般作为四次群的接口码型。3.2.4数字信号传输的基本准则3.2.4.1奈奎斯特第一准则如何才能保证信

44、号在传输时不出现或少出现码间干扰，这是关系到信号可靠传输的一个关键问题。奈奎斯特对此进行了研究，提出了不出现码间干扰的条件：当码元间隔T的数字信号在某一理想低通信道中传输时，若信号的传输速率位Rb=2fc（fc为理想低通截止频率），各码元的间隔T=1/2fc，则此时在码元响应的最大值处将不产生码间干扰，且信道的频带利用率达到极限，为2(b/s)Hz。上述条件是传输数字信号的一个重要准则，通常称为奈奎斯特第一准则2。即传输数字信号所要求的信道带宽应是该信号传输速率的一半 BW=fc=Rb/2=1/2T （3-2-4-1）当满足这一条件时，其它码元的拖尾振幅在对应于某一码元响应的最大值处刚好为零。

45、32.4.2滚降低通幅频特性 实际传输中，不可能有绝对理想的基带传输系统，这样一来，不得不降低频带利用率，采用具有奇对称滚降特性的低通滤波器作为传输网络。根据推导得出结论：只要滚降低通的幅频特性以点C(fc,1/2)呈奇对称滚降，则可满足无码间干扰的条件（此时仍需满足传输速率=2fc）。滚降系数：a=(fc+fa)-fc/fc (3-2-4-2) 用滚降低通作为传输网络时，实际占用的频带展宽了，则传输效率有所下降，当a=100%时，传输效率即频带利用率只有1(b/s)Hz，比理想低通小了一半。3.2.4.3 眼图 对于码间干扰和噪声同时存在的数字传输系统，给出系统传输性能的定量分析是非常繁杂的事请，而利用“观察眼图”这种实验手段可以非常方便地估计系统传输性能。实际观察眼图的具体实验方法是：用示波器接在系统接收滤波器输出端，调整示波器水平扫描周期Ts，使扫描周期与码元周期Tc同步（即TsnTc，n为正整数），此时示波器显示的波形就是眼图。由于传输码序列的随机性和示波器荧光屏的余辉作用，使若干个码元波形相互重叠，波形酷似一个个“眼睛”，故称为“眼图”。“眼睛”挣得越大，表明判决的误码率越低，反之，误码率上升。SystemView具有“眼图”这种重要的分析功能，眼图能直观地表明数字信号传输系统出现码间干扰和噪声的影响，能评价一个基带系统的性能优劣9。