1、 基于system view的4DPSK調制與解調的仿真摘要 介紹了目前在DSP、通訊和控制系統中廣泛使用的仿真工具SystemView，并建立了基于Sy8temView運行環境的4DPSK調制與解調的仿真系統通過從發端經信道到收端整個系統的特性仿真，完成調制解調的同時，對已調信號的相位進行分析并作出星座圖。關鍵字 system view、4DPSK、仿真1. 引言 在現實生活中數字信號的傳輸可分為基帶傳輸和帶通傳輸。不經載波調制而直接傳輸數字基帶信號的方式稱為數字基帶傳輸。然而，實際中大多數信道因具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號。為了使數字信號在帶通信道中傳輸，必須對數字基帶信號進行數字調

2、制。常用的數字調制方式包括振幅鍵控、頻移鍵控和相移鍵控三種基本方式。這三種方式雖是最近幾十年里最基礎的數字信號編碼解碼方式，但還不是很完善，有許多值得改進的地方。4DPSK（4 differential phase shift keying）即四相差分相移鍵控技術是多進制數字調相系統中經常使用的一種技術，它除了可以實現調制解調的最基本目標外，還具有抗干擾能力強、誤碼性能好、頻譜利用率高、對臨道干擾小等優點，而且，它成功地解決了四進制絕對移相鍵控（4PSK）在相干解調過程中產生的相位模糊問題，使系統的性能得以提高。第三代移動通信系統中的VV-CDMA采用的就是這種調制方式。此外，隨著技術的進步，

3、特別是超大規模集成電路和數字技術的發展，使得復雜的電路設計得以用少量的集成電路模塊實現，甚至使用軟件代替實現。因此根據這一現實要求，使用System View軟件實現4DPSK系統的硬件仿真，使得4DPSK可以更好的被理解和應用。 2. 關于system viewSystem view是美國Elanix公司設計開發的用于現代工程與科學系統設計、仿真的動態系統分析工具，是基于windows環境的用于系統仿真分析的可視化軟件工具。它界面友好，使用方便。使用它，用戶可以使用代表不同功能的塊圖符(Token)方便快速地建立全部動態系統和子系統的精確模型，無須與復雜的程序語言打交道，不用寫代碼，即可完成

4、各種系統的設計與仿真。利用system view可以構造各種復雜的模擬、數字、數?；旌贤ㄐ畔到y和多速率系統，也可以用于各種線性或非線性控制系統以及離散和連續時間的的設計和仿真。用戶在進行系統設計時，只需從system view配置的圖符中調出有關圖符，進行各個圖符的參數設置和相互間的連線，即可進行仿真操作，給出分析結果。System view的圖符資源十分豐富，包括基本庫和專業庫?；編彀臃ㄆ?、乘法器、多種信號源、接收器、各種函數運算器等，專業庫有通信庫、邏輯庫、數字信號處理庫、射頻/模擬庫等。用戶可以快速建立和修改系統的運行參數，實現實時修改系統參數，實時顯示運行結果的動態仿真。Syst

5、emView的主要特點包括：1)多速率系統和并行系統2)設計組織結構圖3)豐富的功能模塊4)廣泛的濾波器和線性系統設計5)先進的信號分析和塊處理窗口3. 4DPSK的組成、原理 3.1 4DPSK的調制原理如圖1所示，4DPSK調制系統包括串并轉換電路、碼元變換電路以及相乘電路。輸入的基帶信號先經過串并轉換電路變成兩路速率減半的序列，再經碼元變換為兩路雙極性信號I(t)、Q(t)，再分別對兩個正交的載波信號進行調制、相加，即可得到4DPSK信號。 圖1 4DPSK調制系統的原理框圖3.2 4DPSK的解調原理如圖2所示，此4DPSK解調器采用的是相干解調-碼反變換器方式，即極性比較法。電路主要

6、包括相乘器、抽樣判決器、碼反變換器及并串轉換電路等。4DPSK已調信號與本地載波相乘后，經低通濾波器濾除高頻成分量，得到同相支路和正交支路的兩路碼元分量，經抽樣判決器完成波形恢復。然后，兩支路碼元分別經碼反變換后，送入并串轉換電路完成并串變換，得到4DPSK解調信號。這種調制方法主要利用了延遲電路將前一碼元信號延遲一碼元時間后，分別作為上、下支路的相干載波，可直接比較前后碼元的相位。 圖2 4DPSK解調系統的原理框圖 4. 4DPSK系統的電路組成如圖1，在4DPSK調制系統中設計完成了串并轉換電路、碼元變換電路以及相乘電路，并在其信號輸出時加入高斯噪聲。在其解調系統中設計完成了低通濾波器、

7、抽樣判決電路、碼反變換電路以及并串轉換電路。最終，在解調輸出端得到了與原輸入碼元序列在時間上略有延遲的4DPSK解調信號。 4.1 4DPSK調制系統的電路圖4 4DPSK調制解調系統4DPSK調制系統的電路如圖4 所示，二進制源序列碼元信息由圖符0產生，其波形可在圖符1的觀察窗進行觀察。串/并轉換及電平轉換電路由圖中亞系統圖符2完成。圖符11的正弦波產生76.8Hz的載波，其相同分量和正交分量分別經過串/并轉換后的雙比特碼相乘。正弦波產生器本身就有同向和正交兩路輸出。因此，圖中不用另加/2移相器。碼元與載波相乘分別完成兩個獨立的2DPSK調制后，將兩路信號相加，即可得到最后的4DPSK信號。

8、該信號可由圖符13的觀察窗進行觀察。圖符27/8觀察窗所示的是經差分編碼后的兩路波形。 圖5 串并轉換亞系統內部結構圖 圖5所示為串并轉換亞系統內部結構。實現串并轉換的方法是：兩路抽樣器分別分別以9.6Hz的抽樣率對源序列進行抽樣。其中一列先經過一個碼元寬度的實踐延遲，這樣上一路抽取第奇數個碼元，下一路抽取第偶數個碼元，完成串并轉換。為了使兩路信號抽樣后在相位上對齊，抽取奇數個碼元的支路也進行了相應的時間延遲。串并變換后的兩路信號分別由圖符22、23觀察窗進行觀察。為了便于觀察，信號被抽樣后應經過保持器保持。4.2 4DPSK解調系統的電路 圖6 4DPSK解調系統4DPSK解調系統的電路如圖

9、6所示。解調時本地載波采用與調制載波同頻同相的正弦波信號。4DPSK已調信號與本地載波相乘后，經接受低通濾波器濾除高頻成分量，得到同相和正交支路的碼元分量，在亞系統44中完成波形恢復（反相器的作用是模擬相干解調中年載波相位180模糊的情況）。 之后，兩支路碼元經差分解碼后，送入亞系統53中，完成并串變換，解調器輸出的信號由圖符54的觀察窗觀察。 圖7 抽樣判決亞系統內部結構圖抽樣判決電路如圖7：兩路信號經延遲后，在以各自的碼元速率進行抽樣。延遲圖符56、61得到延遲時間是從濾波器輸出碼元的開始時刻到眼圖張開度最大時刻的時間差。圖符58、62是算子邏輯庫中的比較器，完成判決功能。選用信號源庫中幅

10、度為0V的階躍信號作為基準信號。為了保證比較器兩個輸入信號的速率相同，該階躍信號也應以碼元速率進行抽樣。比較結果經保持器將數據速率恢復為系統抽樣頻率后輸出。 圖8 并串轉換亞系統內部結構圖并串變換電路如圖8：先用9.6Hz的方波與恢復的兩路輸出波形相乘，取出同相和正交通道的波形信息，再將其中一路延遲一個碼元寬度的時間，是兩路信號錯開，然后將兩路信號相加即可。5.仿真及結果分析 圖9 4DPSK調制解調系統內所有觀察窗所示波形圖圖9為4DPSK調制解調系統內所有觀察窗所示波形圖。Sink1為源序列碼元信息，Sink22、23分別為經串并轉換后兩路信號波形，Sink27、8分別為經差分編碼后的兩路

11、信號波形，Sink13為4DPSK調制信號波形，Sink42、43為低通濾波器輸出波形，Sink51、52分別為經差分解碼后的兩路波形信號，Sink54為4DPSK解調信號波形。 圖10源序列碼元信息、4DPSK調制信號以及4DPSK解調信號波形圖 由圖10可以看出解調輸出波形與原調制碼元序列在時間上略有延遲，與原調制碼元序列基本相同的，表明系統傳輸無誤碼。 圖11 4DPSK信號的矢量圖與星座圖6.小結通過這次課程設計，我學習并掌握了4DPSK的調制解調原理，了解了4DPSK調制解調電路的構成，通過實踐鞏固了課堂上學習的理論知識。另外，學習并能較熟練的使用System View動態系統分析工具軟件。在使用System View進行仿真的過程中，再一次復習并鞏固了課堂上所學到的知識，同時也掌握一項軟件的使用，為今后的學習提供了一定的幫助。