1、1第 1 章 序言1.1 2DPSK 信号相关介绍二 进 制 差 分 相 移 键 控 (2DPSK)二 进 制 差 分 相 移 键 控 常 简 称为 二 相 相 对 调 相 ， 记 作 2DPSK。 它 不 是 利 用 载 波 相 位 的 绝 对数 值 传 送 数 字 信 息 ， 而 是 用 前 后 码 元 的 相 对 载 波 相 位 值 传 送 数字 信 息 。 所 谓 相 对 载 波 相 位 是 指 本 码 元 初 相 与 前 一 码 元 初 相 之差 。 2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用 表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：0 表示
2、 0 码， 表示 1 码。则数字信息序列与 2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如 2PSK 信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，时域波形图如图 1.1 所示。图 1.1 2DPSK 信号在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。定义为本码元初相与前一码元初相之差，假设：2数字信息“0” ；数字信息“1” 。则数字信息序列与 2DPSK 信号的码元相位关系可举例表
3、示如下：数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK 信号相位：0 或：与 2PSK 的 波 形 不 同 ， 2DPSK 波 形 的 同 一 相 位 并 不 对 应 相同 的 数 字 信 息 符 号 ， 而 前 后 码 元 的 相 对 相 位 才 唯 一 确 定 信 息 符号 。 这 说 明 解 调 2DPSK 信 号 时 ， 并 不 依 赖 于 某 一 固 定 的 载 波相 位 参 考 值 ， 只 要 前 后 码 元 的 相 对 相 位 关 系 不 破 坏 ， 则 鉴 别 这个 相 位 关 系 就 可 正 确 恢 复 数 字 信 息 。1.2 SystemView 元件简介：原
4、始基带信号产生器，产生一个按设定速率，由不同电平幅度脉冲组成的伪随机数列（PN）信号。：正弦波信号发生器，在调制部分作为载波输入。：延时器，使原信号产生一个码元的延迟。：乘法器。完成基带信号和载波信号的乘法运算以及延时信号与原信号相乘。：加法器。完成 2ASK 信号和噪声的加法运算。：带通滤波器。主要功能是滤除杂波，使频率在最高和最低截止频率之间的信号通过。：低通滤波器。滤除和原始载波相乘后信号的高频成分，3保留低频信号。：抽样判决器。主要作用是对经过低通后的信号进行抽样判决，高于门限电压的判为 1，低于门限电压的判为 0，从而还原原始基带信号。：异或门电路。：单刀双掷开关。在本设计中，主要实
5、现 2DPSK 信号的调制。：反向器。：的基本信号接收器。该接收器平时无显示，必须进入系统分析窗口才能观察和分析输出结果。：数据列表，生成并在系统窗口显示接收到的数据表。：SystemView 标准观察窗口，可在系统运行结束后于系统窗口中显示输出波形。4第 2 章 2DPSK 解调原理及其原理框图2DPSK 信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。2.1 2DPSK 解调的差分相干解调法它的原理是 2DPSK 信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基
6、带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码，再经过逆差分器，就得到了基带信号。原理框图如图 2.1 所示。2DPSK图 2.1 差分相干解调原理图2.2 2DPSK 解调的极性比较和码变换法差分相干解调的原理是 2DPSK 信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，此后该信号分为两路，一路延时一个码元的时间后与另一路的信号相乘，再经过低通滤带通滤波器乘法器低通滤波器抽样判决器逆差分本地载波5波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决，抽样判决器的输出即为原基带信号。原理框图如图 2.2 所示。2DPSK 图
7、2.2 极性比较解调原理图2.3 两种解调法的比较第一种方法是先把接收信号当作绝对相移信号进行相干解调，解调后的码元序列是相对码；然后再将此相对码序列做逆码变换，还原成绝对码，即原基带信号码元序列。第二种方法是直接比较相邻码元的相位，从而判断接收码元是“0”还是“1”。为此，需要前一码元延迟 1 码元时间，然后将当前的相位和前一码元的相位作比较。这种方法称为相位比较法。此方法对于延迟单元的延时精度要求很高。本次课程设计采用第二种方法即相位比较法。带通滤波器乘法器低通滤波器抽样判决器延迟 T6第 3 章各单元模块电路3.1 带通滤波器2DPSK 信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道
8、中混入的噪声。电路图如图 3.1 所示图 3.1 带通滤波器电路图3.2 延时电路将 2DPSK 信号通过 555 电路延时一个码元的时间后与另一路2DPSK 信号相乘。电路图如图 3.2 所示7图 3.2 延时电路3.3 乘法器MC1496 是常用的模拟乘法器，在本次设计中用来将 2DPSK与延时一个码元的另一个 2DPSK 信号相乘得到 MU 信号。电路图如图 3.3 所示。图 3.3 乘法器电路图3.4 低通滤波器乘法器输出信号经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决。电路图如图 3.4 所示8图 3.4 低通滤波器电路图3.5 放大及抽样
9、判决模块经过低通滤波器输出的信号非常的微弱，需经过放大电路对信号进行放大再输入抽样判决模块进行判决。抽样判决器输入信号是一个均值为 0 且正负对称的信号，因此最佳判决电平为 0。本次设计系统中，VC 决定判决电平。当VC=0 而相对码 BK 中“1”码和“0”码个数差别太大时，会出现误判，即解调器出现误判。因为此时 LPF 信号的正电平或负电平非常接近 0 电平，抽样脉冲稍不理想就会造成误码。电位器 R39用来调节判决电平，当 BK 中“1”码与“0”码个数差别较大时应调节 R39 使 VC 等于 LPF 信号的中值（最佳判决门限） 。抽样判决电路的核心器件是比较器 LM311 和双 D 触发
10、器74LS74，其中双 D 触发器 74LS74 是用来实现抽样功能的。前面输入的 LPF 和电压 VC 作比较后，就可以将信号解调得到相对码BK。电路图如图 3.5 所示图 3.5 放大及判决电路图9第 4 章心得体会在两周的时间里，在老师的指导下，通过自己的努力终于完成了这次通信原理课程设计的任务。在整个过程中，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在课本上所没有学到的东西。虽然时间短暂，但我还是充分的利用，对自己的这次实践过程还是比较满意。这次的课程设计需要使用 SystemView 软件进行仿真，我以前对这软件一无所知，在开始的时候觉得十分困难，通过查阅相关书籍，和上网查阅有关
11、 SystemView 的使用，下载教程学习SystemView 软件的使用方法，最后终于完成了设计要求。这次课程设计涉及到许多之前学过的知识，不过在整个设计过程中还是感觉有点生疏，可能是自己当初学的不够扎实，或者是自己没有及时的复习有些忘记，但不管是哪种原因，作为一名大四学生此刻也给自己敲响了一个警钟，所以今后在有限的时间里需要自己珍惜时间，好好巩固自己之前学的知识。总之，接下来需要自己学习的东西还有很多，还需要自己加倍努力。最后，真诚的感谢各位老师的帮助！10第 5 章 参考文献1通信原理实验指导书 浣喜明 编著 湖南工程学院2通信原理教程 樊昌信 编著 电子工业出版社3电子技术基础 康华光 主编 高等教育出版社4通信原理简明教程 南利平主编 清华大学出版社5SystemView 系统设计及仿真入门与应用 李东生主编 电子工业出版社11附录 总原理图12
