《信号与系统A》课程设计要求.docx

2020-2021(2)信号与系统A（4学分）课程设计要求 一、课程设计题目及思考题 课程设计一题目：轨道移频信号的频域分析 思考题1. 观察18信息与zpw2000轨道移频频信号有什么区别？并分析原因。 分析如何用程序求得频谱中的移频，选择一种方法写出实际程序。 答：将时域的信号等效到对应的频域中，基于奈圭斯特采样定理和傅里叶变换来获取信号各个频率参数的方法。 课程设计二题目：轨道移频信号的采样与重构 思考题1. 为什么说理想内插是不能物理实现的？2. 轨道移频信号的采样频率该怎么取？ 二、课程设计开题报告内容和形式要求 1. 采取自由组合的方式，组成每组不超过5人的小组，注意：开题报告和课程设计报告每人都要交； 2. 查阅有关轨道移频信号频谱分析技术的相关研究文献，综述轨道移频信号频谱分析和处理的研究背景和现状，简述其基本原理（注意载频、低频、频偏三个参数的意义，如何在频谱图上体现各个参数）； 3. 给出课程设计一和课程设计二的设计思路，给出matlab仿真实验的设计流程。 课程设计一：模拟发送端生成轨道移频信号，再摸拟接收端，从频域读出传送的信息。要求设计实验框架，并简述原理；若能给出完整的程序流程图，加分；如果能写出部分代码，加分。注意：生成的信号中不应该有跳变。 课程设计二：设计matlab仿真实验，对轨道移频信号进行采样分析，进而验证采样定理。（研究轨道移频信号的频谱，最大频率该怎么取？如何判断实验产生的误差是混叠误差还是计算机取整或运算过程产生的误差？整个实验如何设计才能验证采样定理？注意：实验采用的频率可以低于实际信号的频率以便于实现仿真） 4. 尝试回答两个课程设计的思考题。（思考题可在最终的实验报告里回答，开题报告可以先写出解决思路和能做的部分） 5. 按照统一的格式要求形成课程设计开题报告，并以小组为单位制作开题报告PPT，小组成员分工讲解开题报告，每个小组报告5分钟左右。为了便于存档请同学们双面打印，正文字体选5号宋体。 三、课程设计报告要求 1. 参照教师提供的课程设计指导书，完成课程设计一和二的具体内容； 2. 回答课程设计的思考题，并将实验结果和编程思路与开题报告的设计做对比，给出对比结果。 3. 给出设计体会。 4. 按照课程设计报告格式形成课程设计一和二报告，电子版发给助教邮箱，打印的纸质版在规定时间交给老师，为了便于存档请双面打印，字体选5号宋体，图、表都要有题目。 信号与系统A 课程设计开题报告 班 级: 通信2班 姓 名: 吴诗语 学 号： 2019112529 任课教师：张文芳 西南交通大学 信息科学与技术学院 二〇二一年五月 轨道移频信号频谱分析和处理的研究背景和现状 目前，我国铁路将实现铁路列车信号的标准规范统一化，目的是保证铁路运输过程中的具有更快速和更安全的运输方式。在我国铁路系统中，铁路信号主要是用相位连续的移频键控(FsK)调制方式。FS K信号是利用数字信号对载波频率进行键控调制的信号。我国铁 路上采用的FSK信号主要有两种:国产18信息轨道移频信号及引进法国的UM一71移频信号。国产 18信息轨道移频信号的载频中心频率有四种，分别为上行线相互交替的650H z、850Hz以及下行线相互交替的55oHz、75oHz的移频信号，它的频偏△f=55Hz。 uM一71轨道移频信号的载频中心频率有四种，分别为上行线相互交替的2000Hz、2600Hz以及下行线交替配置的1700Hz、2300Hz 的移频信号，其频偏△f=11Hz。 目前已研究出多种轨道移频信号的检测方法，按照轨道移频信号接收端是否需要提供相干的载波，可将解调方法分为相干解调与非相干解调两种方法。 非相干解调另可划分为数字法和模拟法两大类。对模拟法，一般常用的有限幅鉴频法以及过零周期的检测法; 数字法常分为时域的检测法以及频域的检测法。我国铁路现场自动闭塞系统的构成原理决定对轨道移频信号的处理和分析应使用非相干的解调方法的时域法或者频域法。在时域的检测方面，2001年徐清在《测宽法在移频频率检测中的应用》引入了测宽法检测轨道移频信号，就是利用大家所熟悉的单片机，再配合一些其他硬件 ，测出轨道移频信号的一系列周期，通过分析轨道移频信号的周期，从而得到轨道移频信号的频率参数。测宽法的基本原理是: 一首先使用己知确定频率的计数脉冲来检测各个波形的宽度，然后将各个波形的宽度进行比较，从而区分出上、下两个边频和上、下两个边频的切换波形，最后可以利用上、下两个边频的宽度信息分别得出上、下两个边频的频率，并且此刻可以利用相邻两个波形的宽度求出低频调制频率。但一些器件因为受环境因素的影响而产生类似温度漂移的现象，而使轨道移频信号的测量结果基本不能满足铁路系统环境条件的需求。 在当代，