劉紅梅 譚傳武

摘要：在《通信技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)中，利用SystemView仿真軟件強(qiáng)大的運(yùn)算、頻譜分析、濾波等功能，能直觀形象的仿真信號(hào)在各個(gè)通信設(shè)備中傳輸?shù)牟ㄐ魏皖l譜變化，且通過(guò)理解設(shè)備的具體功能，從而提高學(xué)習(xí)通信基本原理的效率。該文以BPSK作為系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)，采用SystemView設(shè)計(jì)了語(yǔ)音通信系統(tǒng)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)配置。通過(guò)觀察過(guò)程中輸入與輸出波形之間的前后差異，分析本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和安全性能。

關(guān)鍵詞：SystemView仿真;BPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù);波形分析

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）32-0228-02

1概述

在《通信技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)中，利用SystemView仿真軟件強(qiáng)大的運(yùn)算、頻譜分析、濾波等功能，能直觀形象的仿真信號(hào)在各個(gè)通信設(shè)備中傳輸?shù)牟ㄐ魏皖l譜變化，且通過(guò)理解設(shè)備的具體功能，從而提高學(xué)習(xí)通信基本原理的效率。本文以BPSK作為系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)為例，介紹SystemView設(shè)計(jì)了語(yǔ)音通信系統(tǒng)的基本要求和數(shù)據(jù)配置。

2BPSK基本原理

BPSK是在數(shù)字通信中將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換方式之一，是利用載波的不同相位或相位變化來(lái)傳遞信息的，BPSK可分為絕對(duì)相移鍵控（2CPSK）和相對(duì)相移鍵控（2DPSK）兩種類型。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，調(diào)制過(guò)程中常采用模擬調(diào)制法（圖1）和鍵控法（圖2）。

相移鍵控的解調(diào)方法有兩種：一種是極性比較法，也就是相干解調(diào)法;另一種是相位比較法，它是一種非相干解調(diào)法。根據(jù)BPSK的調(diào)制特點(diǎn)，我們常采用與調(diào)制載波同頻同向的正弦信號(hào)和調(diào)制信號(hào)相乘，再經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，就可以在一個(gè)周期中得到2個(gè)正向的半波信號(hào)（對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)“0”）或2個(gè)負(fù)向的半波信號(hào)（對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)“1”），然后用邏輯電路進(jìn)行解調(diào)。圖3為BPSK解調(diào)原理圖。

3系統(tǒng)仿真及分析

本系統(tǒng)采用BPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)，在svstemView仿真軟件中選擇合適的圖符傳真設(shè)備設(shè)計(jì)整個(gè)通信系統(tǒng)。首先使用隨機(jī)數(shù)字序列（設(shè)備0）作為數(shù)字基帶信號(hào)，BPSK模擬調(diào)制用數(shù)字基帶信號(hào)與正弦載波信號(hào)（設(shè)備1）相乘進(jìn)行模擬調(diào)制。為了更真實(shí)的仿真實(shí)際工程通信系統(tǒng)的噪聲，系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)中用三個(gè)高斯白噪聲（設(shè)備13、14、15）疊加仿真?zhèn)鬏斝诺乐械脑肼?。系統(tǒng)接收端進(jìn)行相干解調(diào)，設(shè)計(jì)接收端乘以一個(gè)與調(diào)制同頻同相的正弦載波（設(shè)備6），然后再通過(guò)低通濾波器（設(shè)備4）將這些高頻信號(hào)成分濾除，得到需要的直流分量，最后用判決器（設(shè)備5）解調(diào)出原始的基帶信號(hào)，整個(gè)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)如圖4所示。

以上仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各圖符具體的屬性、類型及詳細(xì)參數(shù)設(shè)置如下表1所示。

為了觀察仿真過(guò)程中輸入與輸出波形之間的前后差異，分析本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和安全性能，本仿真中設(shè)計(jì)了四個(gè)示波器（設(shè)備8、9、10、11）。設(shè)備8中顯示的是數(shù)字基帶PN碼信號(hào)波形，如圖5所示。

設(shè)備9中顯示的是已調(diào)信號(hào)波形，從圖6可以看出BPSK相干解調(diào)中已調(diào)信號(hào)與載波信號(hào)相乘輸出的波形中含有很多高頻信號(hào)成分，且用高頻信號(hào)的不同相位表示原數(shù)字基帶信號(hào)的0和1。

設(shè)備10中顯示的是相干解調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波后的波形，經(jīng)過(guò)低通濾波器濾除了大部分高頻信號(hào)成分。如圖7所示。

判決結(jié)果信號(hào)波形顯示在設(shè)備11中，可以看出BPSK相干解調(diào)出的信號(hào)波形與原基帶信號(hào)基本保持一致，雖然有一點(diǎn)延遲，但是在允許范圍之內(nèi)，仿真結(jié)果波形正確。如圖8所示：

4結(jié)論

《通信技術(shù)基礎(chǔ)》課程中涉及通信過(guò)程的基本原理，系統(tǒng)中信號(hào)的傳輸與變換都很抽象，故教學(xué)過(guò)程中常借助SystemView仿真軟件輔助教學(xué)，本文以BPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)和分析為例，采用SystemView設(shè)計(jì)了語(yǔ)音通信系統(tǒng)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)配置。通過(guò)不同觀察點(diǎn)的波形和頻譜，從而直觀形象的說(shuō)明通信系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的功能和信號(hào)在通信系統(tǒng)中傳輸時(shí)的波形和頻譜變化過(guò)程。

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