通信原理用于百度文库

1、 信 息 科 学 与 工 程 学 院 课 程 设 计 报 告课程名称： 通信原理 专 业： 电子信息工程(DB)班 级： 2011级 01班 学 号： 姓 名： 指导老师： 陈 彬 一、 原理分析及概要分析（1）调制分析数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK信号便是符号“1”对应于载频，而符号“0”对应于载频（与不同的另一载频）的已调波形，而且与之间的改变是瞬间完成的。从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频，是

2、频移键控通信方式早期采用的实现方法。2FSK键控法则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现，故应用广泛。2FSK信号的产生方法及波形示例如图5-7所示。图中s(t)为代表信息的二进制矩形脉冲序列，即是2FSK信号。根据以上2FSK信号的产生原理，已调信号的数字表达式可以表示为 （5-1）其中，s(t)为单极性非归零矩形脉冲序列 （5-2） （5-3）g(t)是持续时间为 、高度为1的门函数；为对s(t)逐码元取反而形成的脉冲序列，即 （5-4）是的反码，即若

3、0;=0，则 =1；若=l，则 =0，于是 （5-5）分别是第n个信号码元的初相位。一般说来，键控法得到的与序号n无关，反映在上，仅表现出当与改变时其相位是不连续的；而用模拟调频法时，由于与改变时的相位是连续的，故不仅与第n个信号码元有关，而且之间也应保持一定的关系。下图给出的是用键控法实现2FSK信号的电路框图，两个独立的载波发生器的输出受控于输入的二进制信号，按“1”或“0”分别选择一个载波作为输出。（2）解调分析数字调频信号的解调方法很多，如鉴频法、相干检测法、包络检波法、过零检测法、差分检测法等。我将采用包络检波法，所以下面将分析包络检波法的原理。包络检波

4、法可视为由两路2ASK解调电路组成。这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASK信号带宽；中心频率不同,分别为（、）起分路作用，用以分开两路2ASK信号，上支路对应 ，下支路对应，经包络检测后分别取出它们的包络s(t)及；抽样判决器起比较器作用，把两路包络信号同时送到抽样判决器进行比较，从而判决输出基带数字信号。若上、下支路s(t)及 的抽样值分别用表示，则抽样判决器的判决准则为上图 2FSK信号包络检波方框图二、 详细设计1、2FSK调制信号的产生上面左图为2FSK信号键控法产生原理图，右图是Berboulli基带数字信号参数设置截图，可以看出基带数字信号频率为20

5、0HZ。载波f0和f1参数设置如下，f0=1000HZ,f1=2000HZ。2、解调模块带通滤波器的设计基带数字信号取样周期是0.005S，频率为200Hz，则其带宽是400Hz，滤波器的是根据载波中心频率和基带信号带宽设计的，左图对应于载波f1的带通滤波器，起始频率是1800HZ,截止频率是2200HZ。右图对应于载波f0的带通滤波器，起始频率是800HZ,截止频率是1200HZ。基带数字信号、两种载波信号、调制信号及调制信号经过不同带通滤波器后的波形如下图：3、解调模块全波整流的设计全波整流模块就是将带通滤波后的信号分别送入两个求绝对值的模块中。4、解调模块低通滤波器的设计两个低通滤波器的

6、参数设置一致，截止频率为400HZ,如下左图：两个信号经过全波整流、低通滤波后的波形如下图：5、解调模块抽样判决设计将两路低通滤波后的信号送入判决器中，判决器输出结果送入抽样保持器的ln口。将码元同步模块输出的判决脉冲送入抽样保持器，最终抽样保持器的输出为解调的结果。调制方原始的基带信号及经过抽样判决后输出的解调信号，如下图：6、码元同步模块的设计使用延时相乘法进行码元同步的设计。7、载波同步模块的设计由于采用非相干解调的方法（包络检波法）进行的2FSK信号的解调，所以不需要载波同步。8、整体仿真图三、 结果分析1.选取两个载频分别为f1=2000HZ，f0=1000HZ，基带信号频率fc=2

7、00HZ。通过比较经过2FSK的调制后的信号经过两个不同的带通滤波器后的波形，如下图：可以看出f1-f0>fc的情况下，两个载频的波形不会混叠过大，用滤波器就可以分离他们。2. 选取两个载频分别为f1=600HZ，f0=400HZ，基带信号频率fc=200HZ。通过比较经过2FSK的调制后的信号经过两个不同的带通滤波器后的波形，如下图1，及比较信号经过2FSK调制和解调后的信号，如下图2：可以看出f1-f0=fc的情况下，两个载频会混叠，但是不会影响带通滤波器将它们分离，最后解调的结果进行抽样判决后仍然与基带信号相同。3. 选取两个载频分别为f1=600HZ，f0=500HZ，基带信号频

8、率fc=200HZ。通过比较经过2FSK的调制后的信号经过两个不同的带通滤波器后的波形，如下图1，及比较信号经过2FSK调制和解调后的信号，如下图2：可以看出f1-f0<fc的情况下，两个载频会混叠很大，会较大的影响带通滤波器将它们分离，最后解调的结果进行判决后与基带信号不同，导致信号传输失败。四、课设总结 在此次的通信原理课程设计中遇到了很多问题，学到了很多知识，可谓感触良多。一开始对进行设计的工具simulink完全不懂，只好去图书馆借书看，通过书上的介绍对这个软件有了初步的认识。然后开始准备做课程设计的任务，因为对2FSK的知识比较熟悉，所以选择了第一题：二进制频移监控（2FSK）

9、的仿真与分析。先设计调制的模块：根据通信原理这本书上讲的方法，准备将基带信号一路与载频1相乘，一路经过反向后再与载频2相乘，最后相加输出调制信号。可是我发现这个方法有些复杂，而且我没在simulink中找到反向的模块。所以我最终采用将基带信号作为选通开关的判决值，将两个频率不同的载频作为开关的两个选择输出值这种方法，完成了2FSK调制模块的设计。再设计解调模块：首先将调制好的2FSK信号,送入两个参数不同的带通滤波器，根据书上的知识很容易就将两个带通滤波器的起始频率和截止频率设置好了。再设计全波整流和低通滤波模块，这两个模块也非常简单，做起来没有困难。最后就是抽样判决模块了，因为要利用码元同步原理得到判决脉冲，所以必须要研究怎么码元同步。开始的时候非常头疼，因为关于码元同步的知识感觉很薄弱，不知道从何下手。后来经过咨询同学和反复研究书本知识，了解了码元同步中的外同步法要从基带信号中得到判决脉冲，利用书上讲的延时相乘法，最终将