基于SystemView的信號調制解調仿真

(河北大學電子信息工程學院　河北　保定　071000)

引言

SystemView是一款由美國公司開發的基于Windows環境的信號級系統仿真軟件，可以用于電路與仿真[1]。通過圖符，用戶可以去創建自己的系統。在設計與仿真過程中，用戶可以擺脫復雜的程序設計語言。本文將SystemView作為系統工具，討論了使用二進制頻移鍵控系統，采用相干解調與非相干解調兩種系統對調制后的信號進行解調處理并且介紹了二進制差分相移鍵控的系統。

一、2DPSK調制解調系統的仿真設計

由于在高速信道中，2FSK不能無失真的對信號進行處理，所以當進行遠距離傳輸時，必須將基帶信號調至高頻處[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，所以相干解調處理必不可少。在此過程中，需要產生載波分量，平方環和科斯塔斯環電路經常被用于載波的恢復操作。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生鎖定，反相現象就可能會發生，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，一種新的調制方式—2DPSK應運而生。

(一)2DPSK調制系統原理

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的目的。原理圖如下所示：

圖1DPSK調制原理圖

(二)2DPSK差分相干解調

到目前為止，實現2DPSK的解調方式有兩種：一種是極性比較法，另一種是差分相干解調法[3]。與差分相干解調法相比，極性比較法多了兩個設備：本地載波與碼變換器。因此，差分相干解調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法：

差分相干解調法的原理圖如下所示：

圖2　DPSK差分相干解調原理圖

圖3　DPSK調制與解調模型　　由于數字信號的第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構成，負責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了DPSK信號的調制和解調操作。設備11為低通濾波器，負責濾掉載波中的高頻成分。設備15為抽樣保持器，對設備11輸出的信號進行周期性抽樣。設備17為比較器。

調制和解調信號波形如下所示：

圖4　調制信號

圖5　解調信號

從上圖可以看出，調制信號與解調信號依舊只有時間上的區別，在實際系統中，這種現象是常見的，因為系統中的差分變化和濾波過程導致了延遲現象的發生。

二、總結

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

【參考文獻】

[1]戴志平,梅進杰,羅菁.SystemView數字通信系統仿真設計[M].北京:北京郵電大學出版社,2011

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

[3]曾光,任峻 2PSK與2DPSK調制解調系統的仿真與設計[J]湖南農業大學 信息科學技術學院 電子設計工程 2016.6：24.11