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文档简介
1、通信原理实验报告 实验名称:FSK 解调实验姓 名:学 号:班 级:时 间:南京理工大学紫金学院电光系实验二 FSK解调实验一、 实验目的1、 了解FSK解调的基本工作原理;2、 掌握FSK数据传输过程;二、 预备知识1、 数字信号的传输工作方式与基本工作过程;2、 FSK的解调基本工作原理;3、 软件无线电的基本概念;三、 实验仪器1、 通信网络工程“通信信道平台”实验箱一台;2、 20MHz示波器一台;四、 实验原理对于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相干解调FSK相干解调要求恢复出传号频率()与空号频率(),恢复出的载波信号分别与接收的FS
2、K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3.2-1所示:图3.2-1 相干FSK的解调框图相干FSK解调器是在加性高斯白噪声信道下的最佳接收,其误码率为: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,如图3.2-2所示。输入的FSK中频信号分别经过中心频为、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
3、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。图3.2-2 非相干FSK接收机的方框图使用非相干检测时FSK系统的平均误码率为: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。FSK滤波非相干解调方法一般采用模拟方法来实现,该方法不太适合对FSK的数字化解调。对于FSK的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现。、FSK的正交相乘非相干解调FSK的正交相乘非相干解调框图如图3.2-3所示:图3.2-3 FSK正交相乘非相干解调示意图输入的信号为传号频率为:空号频率为:在上
4、图中,延时信号为:其中t为延时量。相乘之后的结果为:在上式中,第一项经过低通滤波器之后可以滤除。当时,上式可简化为:因而经过积分器(低通滤波器)之后,输出信号大小为:,从而实现了FSK的正交相乘非相干解调。AB两点的波形如图3.2-4所示:图3.2-4 差分解调波形在FSK中位定时的恢复见BPSK解调方式。在“通信信道平台”FSK模式中,采样速率为96KHz的采样速率(每一个比特采16个样点),FSK基带信号的载频为24KHz,因而在DSP处理过程中,延时取1个样值。FSK的解调框图如图3.2-5所示:图3.2-5 FSK的解调方框图五、 实验步骤1、 将JH5001-4 平台调制和解调模块的
5、所有短路器均置于1-2连接,用排线连接CZ01-A和CZ01-B,CZ02-A和CZ02-B、CZ03-A和CZ03-B,CZ04-A和CZ04-B。2、 将JH5001-4 平台设置成“FSK模式”。3、 在菜单中选择不同的输入码型;4、 在“JH5001-4 平台” 中, 用中频电缆连接S001、S002,使其在中频上进行自环连接,即自发自收。5、 检查DSP是否正常工作:测量TP413的波形,如果有脉冲波形,说明DSP已正常工作;如果没有脉冲波形,则DSP没有正常工作,需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。6、 测量接收基带测量点TP605与测量点TP402发码(以它作同步)的波形,
6、 比较其两者的对应关系,它与发送端基带波形有什么不同(TP803与TP402的波形观察效果),并解释原因。7、 将跳线开关K701设置在2-3位置,调整电位器W701, 以改变接收本地载频(即改变收发频差),观察判决点TP510波形的变化。具有以下的波形:理想情况下,正交相乘经低通滤波之后在判决器之前的变量应取两个值:A或A。而实际情况,的输出如图3.2-6所示,原因有以下几个方面:() 位定时抖动,由于位定时的抖动,使前后的码元产生了码间串扰串(ISI),从而引起判决器之前的波形抖动;() 剩余频差:由于收发频率不同,当这种差别较大时,会引起判决器之前的波形抖动;() A/D量化时的直流漂移:由于A/D在量化时存在直流漂移,引起判决器之前的波形抖动;() 线路噪声:当接收支路存在噪声时,引起判决器之前的波形抖动;图3.2-6 FSK解调器判决点的波形六、 实验报告1、 画出各测量点的工作波形;2、 接收基带波形与发送端基带波形有什么不同,解释原因答:波形的变化与频率、幅度和相位有关。当两个信号相位差为90度时,合成的图形为正椭圆;若两个信号振幅相同,合成为圆形;当两个信号相位差为0度时,此时若两个信号振幅相同则与X轴成4
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