FSK传输系统的实验报告课件.doc

上海电力学院 通信原理实验报告 题　　目： 实验二 　　　 FSK传输系统实验 院　　系： 电子与信息工程学院 专业年级：　　　　　2014072　　　 　　 学生姓名：　李文凯　　学号： 　　　　　　 　　　 2016年11月 15日 一、实验目的： 1.熟悉FSK调制和解解调基本工作原理， 2.掌握的FSK数据传输过程， 3.掌握FSK正交调制的基本工作原理与实现方法。 二、实验仪器： 1． JH5001-4试验箱； 一台 2． 20MHz 双踪示波器； 一台 三：实验原理 1．FSK 调制原理： 在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入 码 流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的 1 和 0）。 产生 FSK 信号最简单的方法是根据输入的数据比特是 0 还是 1，在两个独立的振荡 器 中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种 FSK 信号称 为 不连续 FSK 信号。不连续的 FSK 信号表达式为： 由于相位的不连续会造成频谱扩展，这种 FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用 较 多。随着数字处理技术的不断发展，越来越多地采用连续相位 FSK 调制技术。 目前较常用产生 FSK 信号的方法是，首先产生 FSK 基带信号，利用基带信号对单一 载 波振荡器进行频率调制。因此，FSK 可表示如下： 应当注意，尽管调制波形 m（t）在比特转换时不连续，但相位函数θ（t）是与 m（t） 的 积分成比例的，因而是连续的，其相应波形如图所示： FSK 的信号频谱如图所示。 FSK 信号的传输带宽 Br，由 Carson 公式给出：Br=2Δf+2B 其中 B 为数字基带信号的带宽。假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲信号的带 宽 B=R。因此，FSK 的传输带宽变为：Br=2（Δf+R）。 如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：Br=2Δf+（1+α）R （其中α为滤波 器的滚降因子）。 在通信原理综合实验系统中，FSK 的调制方案如下： 按照上述原理，FSK 正交调制器的实现为如图 结构： 如发送 0 码，则相位累加器在前一码元结束时相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时 刻 相位累加 2πf1Ts ，直到该信号码元结束；如发送１码，则相位累加器在前一码元结束时 的 相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时刻相位累加 2πf 2Ts ，直到该信号码元结束。 在通信信道 FSK 模式的基带信号中传号采用 f H 频率，空号采用 f L 频率。在 FSK 模 式 下，不采用采用汉明纠错编译码技术。调制器提供的数据源有： 1、 外部数据输入：可来自同步数据接口、异步数据接口和 m 序列； 2、 全 1 码：可测试传号时的发送频率（高）； 3、 全 0 码：可测试空号时的发送频率（低）； 4、 0/1 码：0101…交替码型，用作一般测试； 5、 特殊码序列：周期为 7 的码序列，以便于常规示波器进行观察； 6、 m 序列：用于对通道性能进行测试； FSK 调制器基带处理结构如图 所示： 2．FSK 解调 对于 FSK 信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。 １、FSK 相干解调 FSK 相干解调要求恢复出传号频率（ f H ）与空号频率（ f L ），恢复出的载波信号分 别 与接收的 FSK 中频信号相乘，然后分别在一个码元内积分，将积分之后的结果进行相 减， 如果差值大于 0 则当前接收信号判为 1，否则判为 0。相干 FSK 解调框图如图所示： 相干 FSK 解调在加性高斯白噪声下具有较好的性能，但在其它信道特性下情况则不 完 全相同，例如在无线衰落信道下，其性能较差，一般采用非相干解调方案。 FSK 滤波非相干解调 对于FSK的非相干解调一般采用滤波非相干解调，如上图所示。输入的FSK中频信号 分 别经过中心频率为 f H 、f L 的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在t=kTb 时抽样（其中k为整数），并且将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小，比较器判决 数据比特是 1 还是 0。 在高斯白噪声信道环境下 FSK 滤波非相干解调性能较相干 FSK 的性能要差，但在无 线 衰落环境下，FSK 滤波非相干解调却表现出较好的稳健性。 在FSK 中位定时的恢复见 BPSK 解调方式。 通信原理实验的 FSK 模式中，采样速率为 96KHz