北京联合大学《通信原理》实验报告
科目：通信原理实验
教师：许学梅
班级: 200908030201
姓名: 王国显
学号: 2009080302104
时间: 2012.11.20
实验四、2PSK传输系统设计与仿真
一、实验目的
1.．在前面2PSK调制系统设计与仿真实验的基础上，通过本实验建立起
BPSK 传输系统的概念。
2.深入理解、掌握二进制相移键控技术（2PSK）的调制/解调原理及在数字
通信传输系统中的应用。
3.掌握（2PSK）调制/解调传输系统模型的构建技术。
4.掌握（2PSK）调制/解调的设计与实现方法。
5.深入理解、分析、掌握二进制相移键控（2PSK）调制/解调传输系统各模
块间参数的设置及相互间的关联与影响。
6.能够按不同用户的技术指标需求，进行（2PSK）调制/解调传输系统的设
计。
7.掌握（2PSK）调制/解调传输系统的测试方法。
8.掌握对（2PSK）调制/解调传输系统的相关参数、信号波形及频谱进行分
析的方法。
9.对比原始发送数据信号经调制/与解调系统传输后，还原的数据信号是否
与原始发送数据信号一致。
二、实验仪器（软/硬件环境及所需元器件模块）
1.PC机一台
2. 安捷伦科技EESof软件ADS：Advanced Design System –2005A
3.计算机操作系统：Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8 等
4.元器件模块：
（1）Sinusoid正弦波信号发生器（Sinusoid signal generator）；
（2）Data数字序列信号发生器（Data generator）；
（3）信号类型转换器（Signal Converters）：
TimedToFloat信号类型转换器、FloatToTimed信号类型转换器；
（4）TimedSink信号接收器（Timed Data Collector）；
（5） SpectrumAnalyzer频谱分析仪（Spectrum analyzer）；
（6） DF数据流控制器(Data Flow Controller)；
（7） Mpy2乘法器（2-Input Multiplier）；
（8） VAR变量和方程式模块(器件)（Variables and Equations Component）。
（9）时钟源Clock，
（10）抽样保持器SampleAndHold，
（11）带通滤波器BPF_RaisedCosineTimed，
（12）低通滤波器为LPF_RaisedCosineTimed，
（13）限幅器Limiter，
三、实验原理
BPSK 传输系统模型图1 所示：
图1
在（2PSK）的调制技术基础上，进行2PSK信号的解调：
2PSK信号的解调只能采用相干解调的方法，也称极性比较法，其原理如图2（a）所示，2PSK信号相干解调各点的波形如图2 (b)、(c)所示。
图2 2PSK相干解调器原理图及各点波形
解调的过程，实质上是接收的已调信号与本地载波信号进行极性比较的过
程。
不考虑噪声时，带通滤波器输出a 点波形与输入端2PSK 波形相同，a 点与b
点本地恢复的同步载波相乘，得到c 点波形其表达式为：
()()t
t t z k 00cos cos ωϕω+=；
经低通滤波器滤掉高频分量输出为：
()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-===
π
ϕϕϕk k k
t x 2
1021cos 2
1 得到d 点波形，经抽样判决，恢复出原数字
信号{}'n a ，如图(b)所示。
在相干解调中，要求本地恢复的相干载波相位与接收的2PSK 信号同频同相，由于本地恢复的载波相位有随机性，当恢复的载波产生1800倒相时，如图（c ）中波形b ，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号“1”和“0”正好相反，解调器输出的数字基带信号全部出错，如图(c)所示。
这种现象通常称为“倒л”现象或称反向工作，也称相位模糊。
这对数字传输来说是不能允许的。
克服相位模糊最常用的办法是，采用相对相移键控技术（DPSK ）。
四、 实验内容
1. 设计一个（2PSK ）调制/解调传输系统。
2. 采用乘法器的方法产2PSK 信号。
3. 采用相干解调的方法，也称极性比较法，解调2PSK 信号，并还原成原始
数字信号
4. 应用ADS 软件：Advanced Design System – 2005A 构建所设计的
（2PSK ）调制/解调传输系统模型。
5. 应用ADS 软件：Advanced Design System – 2005A 对所设计的
（2PSK ）调制/解调传输系统进行测试及分析。
(1).记录保存各点的测试数据。
(2).测试、观察、画出（2PSK ）调制/解调传输系统各关键点的时域波形，并对其进行比较、分析。
(3).测试、观察、画出（2PSK ）调制/解调传输系统的基带信号和已调信号的频域波形，并对其进行比较、分析。
五、 实验步骤
1、应用ADS 软件：Advanced Design System – 2005A 构建所设计的（2PSK ）调制/解调传输系统。
图4.6 2. 构建（2PSK ）调制/解调传输系统模型及参数设置
(a).需要的元器件有：正弦波发生器，DATA信号发生器，信号类型转换器，信号收集器， DF数据流控制器，乘法器，加法器，限幅器, VAR变量和方程式器件。
(b).按照寻找元器件的第二种方法搭建，
正弦波发生器“元件名”为 Sinusoid。
双击如图（图2.8）中的正弦函数，出现如图（图 2.9）并按图进行参数修改。
TSemp= Tsemp，Vpeak=1.0V，Frequency=1MHz，Phase=0.0，DecayRatio=0，Delay=1usec，Duration Time=1usec，Repetitionlnterval=1usec。
其中Tsemp是变量，会在 VAR变量和方程式器件中赋值。
当有不明白的地方时可以点击如图（图2.9）右下角的help 帮助进行了解。
当“Display parameter on schematic”前面打对勾时证明需要显示。
图2.9
DATA信号发生器“元件名”为Data；并按如图（图2.10）进行参数修改。
Rout=50.0m0hm，RTemp=273.15，TSemp= Tsemp，BitTime= BitTime，SequencePattern=8，Repeat=Yes。
其中Tsemp、BitTime是变量，会在 VAR变量和方程式器件中赋值。
图2.10
信号类型转换器（1.黑色箭头表示时系数，2.蓝色箭头表示浮点数）“元件
名”为TimedToFloat用两个，FloatToTimed用一个，
注意蓝的要和蓝的箭头接，黑的要和黑色箭头接，颜色
一定要一致。
信号类型转换器Timed To Float的作用是
把模拟信号变为数字信号如图（图 2.11），Float To
Timed是反过来。
信号类型转换器不需要修改参数。
图2.11 信号收集器“元件名”为Timed Sink
用三个，如图（图2.12）。
“元件名”为Spectrum Analyzer用一个。
如图（图2.12）。
DF数据流控制器“元件名”为DF，并按如图（图2.13）进行参数设置。
Default
Numeric Start=0，Default Numeric Stop=100，DefaultTimeStart=0usec，DefaultTimeStop=100usec。
并在“display”窗口中在这四项打上对勾，OK进
行显示。
图2.13
乘法器“元件名”为Mpy2，这是一个数字乘法器。
如图（图2.14）
图2.14
VAR变量和方程式器件“元件名”为VAR，并按如图（图2.15）进行参数修改。
Tstep=0.1usec，BitTime=10usec。
图2.15
限幅器“元件名”为Limiter如图（图2.16），
要两个。
并按如图（图 2.17）进行参数设置。
Nlimit=-0.0001V，Plimit=1V，Gain=1/-1。
（图2.16）
图2.17
（3）构建系统连接图
点击图标把找到的元器件进行连接，连接方式如图（图2.18）,保存
即可。
图2.18
3．运行仿真程序并分析仿真结果：幅度谱。