mfsk数字信号频带传输系统的设计课程设计详解.doc

湖南文理学院 课程设计报告 课程名称： 通信系统课程设计 专业班级： 通信工程12101班 学号（13） 学生姓名： 张 瑶 指导教师： 杨智 完成时间： 2015年 11 月 29日 报告成绩： 湖南文理学院制 目录 1绪论 1 1.1 MAXPLUXII简介 2 1.2 VHDL语言简介 4 2方案论证 5 2.1 FPGA简介 5 2.2 FPGA概述 5 2.3 ALTERA可编程逻辑器件简介 6 3多进制数字调制原理 7 3.1 MFSK简介 7 7 3.3多进制数字频率解调的原理 8 3.4 MFSK 调制解调原理 9 3.5 MFSK信号的频谱、带宽及频带利用率 10 3.6 MFSK系统的误码性能 11 4 MFSK的VHDL 建模与设计 11 4.1 MFSK调制电路的VHDL 建模与设计及实现 11 4.2 MFSK解调电路的VHDL 建模与设计及实现 13 4.3 MFSK调制解调电路的VHDL 建模与设计及实现 15 5硬件实现 16 5.1程序下载 16 附录 20 1绪论 如今社会通信技术的发展速度可谓日新月异，计算机的出现在现代通信技术的各种媒体中占有独特的地位，计算机在当今社会的众多领域里不仅为各种信息处理设备被使用，而且它与通信向结合，使电信业务更加丰富。随着人类经济和文化的发展，人们对通信技术性能的需求也越来越迫切，从而又大大推动了通信科学的发展。 在通信理论上，先后形成了“过滤和预测理论”、“香浓信息论”、“纠错编码理论”、“信源统计特性理论”、“调制理论”等。通信作为社会的基本设施和必要条件，引起的世界各国的广泛关注，通信的目的就是从一方向另一方传送信息，给对方以信息，但是消息的传送一般都不是直接的，它必须借助于一定形式的信号才能便于远距离快速传输和进行各种处理。 虽然基带信号可以直接传输，但是目前大多数信道不适合传输基带信号。现有通信网的主体为传输模拟信号而设计的，基带数字信号不能直接进入这样的通信网。基带信号一般都包含有频率较低，甚至是直流的分量，很难通过有限尺寸的天线得到有效辐射，因而无法利用无线信道来直接传播。对于大量有线信道，由于线路中多半串接有电容器或并接有变压器等隔直流元件，低频或直流分量就会受到很大限制。因此，为了使基带信号能利用这些信道进行传输，必须使代表信息的原始信号经过一种变换得到另一种新信号，这种变换就是调制。实际中一般选正弦信号为基带信号，称为载波信号。代表所传信息的原始信号，使调制载波的信号。调制就是从载波的一个参量的变化来反映调制信号变化的过程。用载波幅度的变化来反映调制信号的称为振幅调制；用载波的频率、相位反映调制信号变化的调制分别成为频率调制和相位调制。而实现这些调制过程得设备成为调制器。从已调波形中恢复调制信号的过程称为解调，相应的设备成为解调器。一般讲调制器和解调器做成一个设备，可用于双向传输，称为调制解调器。 调制的另一目的是便于线路复用。在进行多路传输时，各路数据的原始基带型号的频谱往往是相互重叠的，不能在同一线路上同时输出。经过调制后，各路信号可已搬移到频带互不重叠的频段去传输，从而避免多路传输中的相互干扰。基于这种目的，信号经调制后在传输的方式又称为频带传输。 调制信号时模拟信号的称为模拟调制，模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接受端则对载波信号的调制参量连续地估值；而数字调制则是用载波的某些离散状态来表征所传输的信息，在接受端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。二进制数字调制所用调制信号由代表“0”“1”的数字信号脉冲序列组成。因此，数字调制信号也成为键控信号。在二进制振幅调制、频率调制和相位调制分别称为振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。数字调制产生模拟信号，其载波参量的离散状态是与数字数据相对应的，这种信号适宜于在带通型的模拟信道上传输。 频率调制是利用载波的频率变化来传输信息的，其中最简单的一种方式是多进制频移键控(MFSK)调制，它是继振幅键控信号之后出现比较早的一种调制方式。由于它的抗衰减性能优于ASK，设备又不算复杂，实现也比较容易，所以一直在很多场合，例如在中低速数据传输，尤其在有衰减的无线信道中广泛应用。多进制频移键控（MFSK）用靠近在载波的多个不同频率表示两个二进制数。MFSK信号有两种产生方法：载波调频法和频率选择法。载波调频法产生的是相位连续的MFSK信号，相位连续MFSK信号一般由一个振荡器产生，用基带信号改变振荡器的参数，使震荡频率发生变化，这时相位是连续的。频率选择法一般