FSK通原课设
目录第1章绪论 (1)1.1意义 (1)1.2 设计要求 (1)第2章 FSK设计的原理与方案 (2)2.1 FSK 的调制 (2)2.1.1 直接调频法 (2)2.1.2 频率键控法 (2)2.1.3 FSK 调制的建模方框图及电路符号 (4)2.2 FSK 的解调 (5)2.2.1 同步(相干)解调法 (5)2.2.2 非相干解调法 (5)2.2.3 匹配滤波器解调法 (6)2.2.4 FSK解调的建模方框图及电路符号 (6)第3章FSK设计的程序与仿真 (7)3.1 FSK 基于VHDL语言调制 (7)3.1.1 FSK 调制程序 (7)3.1.2 FSK调制VHDL程序仿真图 (9)3.1.2.1 Quartus II仿真结果 (10)3.1.2.2 Vivado仿真结果 (11)3.1.3 FSK调制电路 (12)3.2 FSK 基于 VHDL语言解调 (12)3.2.1 FSK 解调程序 (12)3.2.2 FSK解调VHDL程序仿真图 (14)3.2.2.1 Quartus II仿真结果 (14)13.2.2.2 Vivado仿真结果 (15)3.2.3 FSK解调电路 (15)3.3 Vivado软件仿真程序 (16)第4章课程设计心得 (18)参考文献 (19)2第1章绪论1.1意义数字调制技术是现代通信的一个重要内容,在数字通信系统中。
由于数字信号具有丰富的低频成份,不宜进行无线传输或长距离电缆传输,因而需要将基带信号进行数字调制 (Digital Modulation) 。
数字调制同时也是数字信号频分复用的基本技术。
数字调制与模拟调制都属于正弦波调制,但是,数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制。
因而数字调制具有自身的特点。
一般说来数字调制技术分为两种类型:一是把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理;二是利用数字信号的离散取值去键控载波,从而实现数字调制。
后一种方法通常称为键控法。
例如可以对载波的振幅、频率及相位进行键控,便可获得振幅键控 (ASK)、移频键控(FSK)、相移键控 (PSK)等调制方式。
移频键控 (FSK)是数字信息传输中使用较早的一种调制形式,它由于其抗干扰及衰落性较好且技术容易实现,因而在集散式工业控制系统中被广泛采用。
本设计系统采用VHDL 语言进行设计,具有良好的可移植性及产品升级的系统性。
1.2 设计要求1.了解了 FSK 信号的基本概念后,利用 Quartus II 软件中的 VHDL 语言对2FSK 频移键控系统就行调制、解调的程序设计。
2.程序设计运行成功后,在利用 VHDL 语言对 FSK 频移键控系统进行调制、解调的波形仿真。
3.最后通过 VHDL 语言制作出 FSK 频移键控系统调制、解调的电路图。
1第2章 FSK设计的原理与方案2.1 FSK 的调制频移键控即 FSK(Frequency-Shift Keying)数字信号对载波频率调制,主要通过数字基带信号控制载波信号的频率来来传递数字信息。
在二进制情况下,“1”对应于载波频率,“0”对应载波频率,但是它们的振幅和初始相位不变化。
FSK信号产生的两种方法。
2.1.1 直接调频法用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,使其输出两个不同频率的码元。
一般采用的控制方法是:当基带信号为正时(相当于“1”码),改变振荡器谐振回路的参数(电容或者电感数值),使振荡器的振荡频率提高(设为f1);当基带信号为负时(相当于“0”码),改变振荡器谐振回路的参数(电容或者电感数值),使振荡器的振荡频率降低(设为f2);从而实现了调频。
这种方法产生的调频信号是相位连续的,虽然实现方法简单,但频率稳定度不高,同时频率转换速度不能做得太快,但是其优点是由调频器所产生的FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的。
2.1.2 频率键控法频率键控法也称频率选择法。
它有两个独立的振荡器,数字基带信号控制转换开关,选择不同频率的高频振荡信号实现FSK 调制。
图2.1 频率健控法原理框图2键控法产生的FSK 信号频率稳定度可以做得很高并且没有过渡频率,它的转换速度快,波形好。
频率键控法在转换开关发生转换的瞬间,两个高频振荡的输出电压通常不可能相等,于是uFSK(t)信号在基带信息变换时电压会发生跳变,这种现象也称为相位不连续,这是频率键控特有的情况。
下图是利用两个独立分频器,以频率键控法来实现FSK 调制的原理电路图。
图中,与非门3 和4 起到了转换开关的作用。
当数字基带信号为“1”时,与非门4 打开,f1输出,当数字基带信号为“0”时,与非门3 打开,f2输出,从而实现了FSK 调制。
图2.2利用可控分频器实现FSK 调制频率键控法也常常利用数字基带信号去控制可变分频器的分频比来改变输出载波频率,从而实现FSK 调制。
下图是一个11/13 可控分频器原理图。
当数字基带信号为“l”时,第四级双稳态电路输出的反馈脉冲被加到第一级和第二级双稳态电路上,此时分频比为13;当基带信号为“0”时,第四级双稳态电路输出的反馈脉冲被加到第一级和第三级双稳态电路上,分频比变为11。
由于分频比的改变,使输出信号频率发生变化,从而实现了FSK 调制。
采用可变分频器产生的FSK 信号相位通常是连续的,因此在基带信息变化时,FSK 信号会出现过渡频率。
为减小过渡时间,可变分频器应工作于较高的频率,并在可变分频器后再插入固定分频器,使输出频率满足FSK 信号要求的频率。
34图2.3利用可控分频器实现 FSK 调制2.1.3 FSK 调制的建模方框图及电路符号FSK 调制方框图和调制电路的VHDL 建模符号如下图所示。
FSK 调制的核心部分包括分频器、二选一选通开关等。
图中的两个分频器分别产生两路数字载波信号;二选一选通开关的作用是:以基带信号作为控制信号,当基带信号为“0”,选通载波f1;当基带信号为“l ”时,选通载波f2。
从选通开关输出的信号就是数字FSK 信号。
图中没有包含模拟电路部分,调制信号为数字信号。
图2.4 FSK 调制方框图图2.5 FSK 调制电路的VHDL 建模符号2.2 FSK 的解调2.2.1 同步(相干)解调法在同步解调器中,有上、下两个支路,输入的FSK 信号经过1 和 2 两个带通滤波器后变成了上、下两路ASK 信号,之后其解调原理与ASK 类似,但判决需对上、下两支路比较来进行,原理框图如图2.5所示。
假设上支路低通滤波器输出为X1,下支路低通滤波器输出为X2,则判决准则是:图2.6相干解调法原理框图接收信号经过并联的两路带通滤波器进行滤波与本地相干载波相乘和包络检波后,进行抽样判决,判决的准则是比较两路信号包络的大小。
如果上支路的信号包络较大,则判决为“1”;反之,判决为收到为“0”。
2.2.2非相干解调法5输入的FSK 中频信号分别经过带通滤波器,包络检波,其中包络检波的输出在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。
原理框图如图2.7所示。
图2.7非相干解调法原理框图2.2.3匹配滤波器解调法匹配滤波器定义:保证判决时刻输出信噪比最大的线性滤波器。
设计思想:针对接收信号,确定滤波器的H(ω),在噪声背景下,尽可能使还原信号与发送信号一致。
图2.8匹配滤波器原理框图2.2.4FSK解调的建模方框图及电路符号FSK 解调方框图和FSK 解调电路的VHDL 建模符号如下图所示,该模型与ASK 的解调模型类似,其核心部分由分频器、寄存器、计数器和判决器组成。
图2.9 FSK 解调方框图图中分频器的分频系数取值对应图2.3中的分频器1 和分频器2 中较小的分频系数值,也就是说FSK 解调器的分频器输出为较高的那个载波信号。
由于f1和f2的周期不同,若设f1=2 f2,且基带信号电平“1”,对应f1;基带信号电平“0” 对应载波f2,则图中计数器以f1为时钟信号,上升沿计数,基带信号“1”码元对应的计数个数为1/ f1,基带信号“0”码元对应的计数个数为1/ f2。
计数器根据两种不同的计数情况,对应输出“0”和“1”两种电平。
判决器以f1为时钟信号,对计数器输出信号进行抽样判决,并输出基带信号。
图中没有包含模拟电路部分,调制信号为数字信号形式。
图2.10 FSK 解调电路的VHDL 建模符号第3章 FSK设计的程序与仿真3.1 FSK 基于VHDL语言调制3.1.1 FSK 调制程序--文件名:fsktz--功能:基于VHDL硬件描述语言,对基带信号进行FSK调制。
library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;7use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity fsktz isport(clk :in std_logic; --系统时钟start :in std_logic; --开始调制信号x :in std_logic; --基带信号y :out std_logic; --调制信号fout1,fout2 : out STD_LOGIC;qout1:out std_logic_vector(3 downto 0);qout2:out std_logic_vector(1 downto 0));end fsktz;architecture behav of fsktz issignal q1:integer range 0 to 11; --载波信号f1的分频计数器signal q2:integer range 0 to 3; --载波信号f2的分频计数器signal f1,f2:std_logic; --载波信号f1,f2beginprocess(clk) --此进程通过对系统时钟clk的分频,得到载波f1 beginif clk'event and clk='1' thenif start='0' then q1<=0;elsif q1<=5 then f1<='1';q1<=q1+1;--改变q1后面的数字可以改变,载波f1的占空比elsif q1=11 then f1<='0';q1<=0;--改变q1后面的数字可以改变,载波f1的频率else f1<='0';q1<=q1+1;end if;end if;end process;process(clk) --此进程通过对系统时钟clk的分频,得到载波f28beginif clk'event and clk='1' thenif start='0' then q2<=0;elsif q2<=0 then f2<='1';q2<=q2+1; --改变q2后面的数字可以改变,载波f2的占空比elsif q2=1 then f2<='0';q2<=0; --改变q2后面的数字可以改变,载波f2的频率else f2<='0';q2<=q2+1;end if;end if;end process;process(clk,x) --此进程完成对基带信号的FSK调制beginif clk'event and clk='1' thenif x='0' then y<=f1; --当输入的基带信号x=‘0’时,输出的调制信号y为f1else y<=f2; --当输入的基带信号x=‘1’时,输出的调制信号y为f2 end if;end if;end process;fout1<=F1;fout2<=F2;qout1<=conv_std_logic_vector(q1,4);qout2<=conv_std_logic_vector(q2,2);end behav;3.1.2 FSK调制VHDL程序仿真图工程编译通过后,必须对其功能和时序性能进行仿真测试,以验证设计结果是否满足设计要求。
11-通信原理 FSK 调制系统 实验指导书
实验、二进制频移键控技术(2FSK )实验(二)——2FSK 调制系统设计与仿真一、 实验目的1. 通过实验深入理解、掌握二进制频移键控技术(2FSK )的调制原理。
2. 掌握(2FSK )调制系统模型的构建技术。
3. 掌握(2FSK )调制技术的设计与实现方法。
4. 深入理解、掌握二进制频移键控(2FSK )调制系统各模块间参数的设置及相互间的关联与影响。
5. 能够按不同用户的技术指标需求,进行(2FSK )调制系统的设计。
6. 掌握(2FSK )调制系统的测试方法。
7. 掌握对(2FSK )调制系统的相关参数、信号波形及频谱进行分析的方法。
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 :AdvancedDesignSystem –2005A3. 计算机操作系统:Win2000,WinXP,HPUnix11.0,SunUnix5.8等4. 元器件模块:(1) Sinusoid 正弦波信号发生器(Sinusoidsignalgenerator );(2) Data 数字序列信号发生器(Datagenerator );(3) 信号类型转换器(SignalConverters ):TimedToFloat 信号类型转换器、FloatToTimed 信号类型转换器;(4) TimedSink 信号收集器(TimedDataCollector );(5) SpectrumAnalyzer 频谱分析仪(Spectrumanalyzer );(6) DF 数据流控制器(DataFlowController);(7) Mpy2乘法器(2-InputMultiplier );(8) VAR 变量和方程式模块(器件)(VariablesandEquationsComponent )。
三、 实验原理2FSK 是用两个不同频率的载波来传送二进制数字信号的。
2FSK 有两种形式(1)相位连续的2FSK ,(2)相位不连续的2FSK 。
通信原理实验二 FSK传输实验
一、实验目的1、熟悉FSK调制和解调基本工作原理2、掌握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4、掌握FSK性能的测试5、了解FSK在噪声下的基本性能二、实验仪器1、ZH7001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、ZH9001型误码测试仪(或GZ9001型)一台4、频谱分析仪一台三、实验原理(一)FSK调制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)。
通常,FSK信号的表达式为:其中2πΔf代表信号载波的恒定偏移。
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。
由于相位的不连续会造频谱扩展,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4.1.2所示:在通信信道FSK模式的基带信号中传号采用Hf 频率,空号采用Lf 频率。
在FSK模式下,不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;(二)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。
fsk通信系统的设计
fsk通信系统的设
计 1 . 1 一 般 原 理 与 实 现 方 法 .......................... 1 1 . 2 F S K 信 号 的 解
调 ........................................................... 3 2 单 元 电 路 设 计 .......................................................... 6 2 . 1 2 F S K 调 制 系
统 .......................................................... 6 2 . 2 2 F S K 解 调 系
统 .......................................................... 7 3 总 体 电 路 图 设 计 .......................................................... 9 4 仿 真 结 果 .................................................... … 1 0 5 系 统 元 件……………………………………………………………………… …11 5 . 1 电 子 开 关
进制频 目录 移键控的原 CD4066 ............................................................................................. 11 5 . 2 元 件 清
单 ........................................................ 12 6 实 物 制 作 与 调
试 ........................................................ 13 6 . 1 调 试 步
通信原理实验FSK传输系统实验
FSK 传输系统实验一、 实验目的1. 熟悉掌握FSK 调制系统的原理2. 学习使用已有实验电路进行FSK 系统调制 二、 实验原理原理部分详见讲义。
三、实验内容(一)FSK 调制1. 将KP03放置在FSK 端。
2. 测量FSK 系统输入码元传输速率。
TPM01为发送码元传输时钟,记为f b 。
3.4. FSK 传号频率和空号频率测量KG01放在测试数据,KG02[3:1]=100(1代表跳线插入,0代表跳线拔出),此时FSK 调制的输入数据为一周期较长的随机码流,以FSK 输入数据TPM02为同步,观察FSK 输出波形TPi3。
用光标测量传号频率,记为f 1;空号频率,记为f 2。
比较f b ,f 1,f 2之间的关系。
计算FSK 的中心频率f 0,Δf ,带宽。
示波器操作技巧:按下水平菜单按钮,选择:“Set Trigger Holdoff ”,选择旋钮,可以使波形动态稳定。
实验现象: FSK 输出波形:波形如左图所示,可见fb 的频率为8KHz 。
①黄色为FSK输出波形,蓝色为FSK输入数据TPM02同步信号,从图上可以大致看出,当输入波形为高电平时,输出波形频率较高,当输入波形为低电平时,输出波形频率较低。
②用光标测量可得,FSK传号频率为32KHz,空号频率为16KHz。
传号频率f1是fb的4倍,空号频率f2是fb的2倍。
③FSK的传输带宽Br=2Δf+2B,Δf = 16KHz,所以传输带宽为48KHz。
5.发端同相支路和正交支路信号的李沙育(x-y)波形观测将示波器设置在(x-y)方式,可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性,其李沙育应为一个圆。
实验现象:6. 正交调制输出信号观察示波器测量TPK03波形,以TPM02为同步。
观察TPK03的包络情况。
正交调制频率频率幅度幅度幅度频率一般调制基带频谱中频频谱带通滤波器实验现象:该李沙育图形不是标准的圆形,可见同相支路和其正交之路信号并非完全正交,这应该是实验箱程序不够完善,仪器不够精确导致的。
fsk调制解调课程设计
fsk调制解调课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解FSK调制解调的基本概念,掌握其工作原理;2. 学会FSK调制解调过程中频率变化的计算方法;3. 了解FSK调制解调技术在通信系统中的应用。
技能目标:1. 能够运用FSK调制解调技术进行信号的传输与接收;2. 能够分析FSK调制解调过程中出现的误差,并提出相应的解决方案;3. 能够运用所学知识设计简单的FSK调制解调电路。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信技术发展的关注和兴趣,提高学生的科技创新意识;2. 培养学生团队协作精神,提高沟通与表达能力;3. 引导学生认识到通信技术在国民经济发展中的重要作用,增强学生的社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子信息类学科,针对高中年级学生,课程内容具有一定的理论性和实践性。
学生在此阶段已具备一定的电子技术和数学基础,但对通信技术的了解相对较少。
因此,教学过程中应注重理论与实践相结合,激发学生兴趣,培养实际操作能力。
课程目标分解:1. 知识目标:通过课堂讲解、案例分析,使学生掌握FSK调制解调的基本原理和计算方法;2. 技能目标:通过实验操作、课后练习,使学生能够运用FSK调制解调技术,解决实际问题;3. 情感态度价值观目标:通过小组讨论、课外阅读,引导学生关注通信技术发展,培养科技创新意识和团队协作精神。
二、教学内容1. FSK调制原理及其数学表达:介绍FSK调制的基本概念,分析FSK调制过程中载波频率的变化规律,阐述FSK调制的数学表达式及其推导过程。
教材章节:第二章第二节“频率调制”2. FSK解调技术:讲解FSK解调的原理,分析常见的FSK解调方法,如非相干解调和相干解调,以及各自的优缺点。
教材章节:第二章第三节“频率解调”3. FSK调制解调电路设计:介绍FSK调制解调电路的基本组成,分析各部分电路的功能和原理,引导学生学会设计简单的FSK调制解调电路。
教材章节:第三章第一节“调制解调电路”4. FSK调制解调技术在通信系统中的应用:通过案例分析,让学生了解FSK调制解调技术在现实通信系统中的应用,如无线通信、卫星通信等。
FSK通信系统的设计的任务书
FSK通信系统的设计的任务书1.基本原理1.1信号调制原理2FSK信号波形图如2.1.1图所示,它是由调制信号去控制载波信号,用载波的频率来传递数字信息,即用所传递的数字消息控制载波的频率。
图1.1.1 2FSK信号波形图FSK信号的产生有两种方法:直接调频法和频移键控法,如图1.1.2所示。
直接调频法是数字基带信号直接控制载波振荡器的振荡频率。
虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高。
频移键控法有两个独立的振荡器。
数字基带信号控制开关,选择不同频率的高频振荡信号,从而产生FSK调制。
图1.1.2 2FSK信号调制方法本设计采用键控法产生2FSK信号,即用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。
1.2信号解调原理2FSK信号的解调方法有:非相干解调法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
过零检测法是利用信号波形在单位时间内与零电平轴交叉的次数来测定信号频率。
gfedcba抽样判决LPF脉冲展宽整流微分限幅图1.2.1 2FSK 过零检测解调电路原理框图输入的FSK 信号经限幅放大后成为矩形脉冲波,再经过微分电路得到双向尖脉冲,然后整流得到单向尖脉冲,每个尖脉冲表示一个过零点,尖脉冲的重复频率就是信号频率的两倍。
将尖脉冲去触发一单稳电路,产生一定宽度的矩形脉冲序列,该序列的平均分量与脉冲重复频率成正比,即与输入信号成正比。
所以经过低通滤波器输出的平均分量的变化反映了输入信号频率的变化,这样把码元“1”与“0”在幅度上区分开来,再通过判决恢复出数字基带信号。
其原理框图如图1.2.1所示,各点波形图如图1.2.2所示。
图1.2.2 过零检测电路信号波形锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪输入参考信号频率的变化,环路锁定后输入参考信号和输出参考信号之间的稳态相位误差可以通过增加环路增益被控制在所需数值范围内。
这种输出信号频率随输入参考信号频率变化的特性称为锁相环的跟踪特性.利用此特性可以做载波跟踪型锁相环及调制跟踪型锁相环。
通信原理fsk调制解调实验报告(1)
通信原理fsk调制解调实验报告(1)一、实验目的学习FSK的基本概念和调制解调的原理,掌握FSK的调制解调方法,并通过实验验证FSK的调制解调过程。
二、实验原理FSK是一种把数字信号变成调制信号的传输方式。
FSK可以将数字信号转化为具有换挡特性的频率信号,利用不同频率的信号来表示数字信号的不同数值。
FSK包括两种基本形式:二进制FSK和多进制FSK。
其中,二进制FSK只有两种频率,即高频和低频,其数字信号只有两个值;而多进制FSK则有多种频率,其数字信号也可以有多个值。
在本实验中我们只实现二进制FSK的调制解调过程。
调制是指在载波上超载信息信号的过程。
在FSK调制中,二进制数字信号“0”和“1”分别对应两种频率f1和f2。
解调是在信号中提取信息的过程。
在FSK解调中,载波信号经过解调器的解调电路后,被识别为频率f1或f2,从而实现数字信号的还原。
三、实验器材1、多功能信号发生器SG-105;2、示波器DO-51。
四、实验步骤1、将实验器材连接好,如图所示。
2、在多功能信号发生器SG-105上设置输出信号频率为1KHz,波形为正弦波,输出信号幅度为1V。
4、对FSK调制信号进行解调,并在示波器上观察波形。
五、实验结果1、调制信号波形:通过多功能信号发生器SG-105的设置,我们将输出信号的频率设置为1KHz,并将波形设置为正弦波,并将输出信号幅度设置为1V。
将数字信号“0”和“1”分别对应于频率f1和f2,合成FSK信号,通过示波器上观察波形,可以得到如下图所示的波形:通过示波器观察解调信号波形可以得到如下图所示的波形:通过FSK调制解调实验,我们学习了FSK的基本概念和调制解调的原理,并掌握了FSK 调制解调方法。
在实验中,我们通过多功能信号发生器SG-105的设置,设置了输出信号的频率、波形和幅度,将数字信号“0”和“1”分别对应于频率f1和f2,合成FSK信号,并在示波器上观察到了这个波形;通过解调器的解调电路,将FSK信号中的数字信号还原出来,并在示波器上观察到了解调信号的波形。
FSK课程设计报告
FSK通信系统课程设计院(系、部):信息工程学院姓名:班级:学号:2014年1月8 日·北京一、目的通过本课程设计使学生深入理解和掌握FSK通讯系统的各个关键环节,包括基带信号形成、调试、解调、滤波、传输、噪声对通信质量的影响等。
在数字信号处理实验课的基础上更加深入地掌握数字滤波器的设计原理及实现方法。
使学生对FSK系统各个关键点的信号波形及频谱有深刻的认识。
二、意义通讯技术的发展日新月异,本专业的学生不但需要掌握扎实的基础理论,而且还应该特别注意实践能力的培养。
本次设计是对学生综合能力的检验,它涉及三门主干课程,包括《通信原理》、《数字信号处理》、《C语言程序设计》。
通过本次设计对学生的综合运用专业基础知识及软件设计能力也会有较大的提高。
三、设计内容本次设计的主要内容是用软件模拟FSK系统。
原理如下所示:基带信号采用双极性二元码。
基带信号经过低通滤波后再与载波相乘进行调制,经过调制后的信号送入信道传输,在传输过程中,有用信号会受到各种信道噪声影响,我们用白噪声模拟信道噪声。
在接收端先经过通带滤波器提取信号,再采用相干解调和抽样判决恢复基带信号。
四、设计要求a)基带信号由本人学号的最低四位生成,每位学号用4位二进制表示,共16位。
如学号为98042099,最低四位为2099,其相应的基带信号为:0010000010011001,用双极性二元码表示为:-1-11-1-1-1-1-11-1-111-1-11。
基带信号的码元宽度T=1/200s,载波频率f c为1000hz和2000hz。
b)BPF及LPF均采用有限长滤波器,用频率采样法或窗函数法设计,滤波器的阶数可选63、64、127、128。
LPF及BPF的特性如下图:c)滤波在时域中用卷积实现。
d)用C语言或matlab语言实现整个系统,并在屏幕上绘出各点的时域及频域图。
e)实验不同的噪声强度对系统的影响。
五、设计步骤a)设计滤波器。
FSK课程设计
摘要在通信过程中,调制与解调占有十分重要的地位。
假如没有调制与解调技术,就没有通信,没有广播和电视,也没有今天的 BP 寻呼、手持电话、传真、电脑通信及Internet 国际互联网。
本设计是基于MATLAB来实现调制与解调的仿真。
主要设计思想是利用MATLAB这个强大的数学软件工具方便快捷灵活的功能实现模拟调制解调中的幅度调制和角度调制及数字调制解调中的FSK和DPSK的调制解调设计。
首先,先介绍这几种模拟和数字调制解调的产生、频谱、解调等过程及原理,接着就编写相应的m文件先后对模拟调制中的幅度调制和角度调制里面的频率调制的进行仿真,并对仿真得出调试及仿真结果并进行分析。
FM调制的时候是让基带信号去控制振荡电路的频率,AM是用基带信号去控制载波的幅度。
无论哪一种调制方式,采用相干解调的性能优于非相干解调的性能。
而且DPS K可以消除PSK的“倒 ”现象。
DPSK的系统性能要优于FSK系统。
相干系统要求本地载波与发送信号之间保持同步,否则误码率增加。
因此,在高质量的数字通信系统中多采用相干解调,而对抗噪声性能要求不高的就采用较为简单的非相干解调。
关键词:MATLAB、调制解调、FSK目录1 概述 (1)1.1MATLAB软件简介 (1)1.2 FSK简介 (1)1.3课题发展的现状 (2)2 调制解调原理 (3)2.1 频移键控(FSK) (3)2.2 . FSK的数学分析 (3)2.2.1 FSK的时域分析 (3)2.2.3.FSK信号的调制方法 (4)2.2.4.二进制移频键控(2FSK)系统的总误码率 (5)3 调制与解调的MATLAB仿真实现 (7)3.1 FSK的调制解调的实现 (7)3.1.1 FSK调制实现 (7)3.2.2 FSK相干解调实现 (10)4 总结 (11)参考文献 (13)致谢 (14)附录:FSK调制解调程序清单 (15)1 概述1.1MATLAB软件简介MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。
通信工程FSK,汉明码通信系统仿真
通信工程专业CDIO二级项目项目设计说明书(2012/2013学年第一学期)项目名称:通信系统仿真题目:采用2FSK调制和hammin编码技术专业班级:小组成员指导教师:设计周数:1周设计成绩:2013年1月11日1.课程设计目的通过对数字通信系统的仿真,了解数字通信系统的仿真实现方法,掌握各种数字调制解调系统的性能,包括了解数字信号的时域表示、掌握数字信号的频带传输,数字通信系统的信道编码,学会用傅立叶变换方法分析信号的频域成分。
2.课程设计内容利用MATLAB环境下设计一个2FSK调制与解调系统. 编写M文件实现随机产生的二进制序列的2FSK调制,画出二进制序列及已调信号的时域波形及频谱图。
加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
3.课程设计要求1)独立完成课题设计题目;2)对所设计的课题原理要有较深入的了解,画出原理框图;3)提出设计方案;4)在老师指导下通过编写程序完成设计方案;5)中间各个过程的仿真过程给出仿真结果;6)提交详细的课程设计报告。
4.课程系统设计4.1设计原理在二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化,则产生二进制移频键控信号(2FSK信号)。
二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。
然后在MATLAB中产生高斯白噪声,这非常方便,可以直接应用两个函数,一个是WGN,另一个是AWGN。
WGN用于产生高斯白噪声,AWGN则用于在某一信号中加入高斯白噪声。
高斯白噪声,是指噪声的概率密度函数满足正态分布统计特性,同时它的功率谱密度函数是常数的一类噪声。
这里值得注意的是,高斯型白噪声同时涉及到噪声的两个不同方面,即概率密度函数的正态分布性和功率谱密度函数均匀性,二者缺一不可。
其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号,分别进行相干解调,通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号,并与原信号进行对比统计。
