频移键控调制解调系统仿真实验

4FSK调制解调系统仿真实验目的了解熟悉SystemView仿真软件使用掌握4进制频移键控（4FSK）的调制与解调基本原理掌握SystemView仿真软件仿真4FSK的系统设计实习仪器SystemView仿真软件实验内容基本原理4FSk的调制原理随着时代的发展，数字信号在信号传输比模拟信号有许多的优越性，数字信号传输也越来越重要。虽然近距离传输可以由数字基带信号直接传输，但是要进行远距离传输时必须将基带信号调制到高频处，所以调制解调技术是数字通信中一种关键的技术。二进制频移键控是数字信号调制的基本方式之一。而多进制（MFSK）的可降低信道系统信噪比的要求。2FSK信号的产生方法主要有两种：采用模拟调频电路实现；采用键控法来实现，即在二进制基带脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每个码元期间输出f1和f2两个载波之一。频移键控是利用载波的频率变化来传递信息的。在2FSK中，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。同理4FSK中基带脉冲序列四个码元（00011011）可用f1,f2,f3,f4四个载波之一；本文讨论4FSK是通过并联输入两位基带信号，两位二进制来表示四进制的频移键控。2FSK键控法调频原理图如下：振荡器f振荡器f1选通开关反相器振荡器f2选通开关相加器4FSK可通过基带信号（00,01,10,11）并联传输0或1来分别用f1,f2,f3,f4四个载频表示，两路基带信号作为控制选通选通开关，1路选通开关发送0时选通载频f1,发送0时选通载频f2,1路选通开关发送0时选通载频f3,送1时选通载频f4。两路不同载频通过相加器得到已调信号发送出去。4FSK键控法调频原理图（图1.1）如下：振荡器f振荡器f1选通开关1选通开关2相加器振荡器f2振荡器f3振荡器f40或10或1 图1.14FSK键控法调频原理框图4FSk的解调原理4FSK信号的相干解调法原理框图如图1.2所示。其原理是：4FSK信号先经过带通滤波器去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，此后该信号分为四路，每路信号与相应载波相乘，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决，抽样判决器的输出分别得到两路原基带信号表示四进制得到原始码元。4FSK4FSK已调信号带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器解调信号1载波f1载波f2带通滤波器带通滤波器带通滤波器相乘器相乘器相乘器低通滤波器低通滤波器低通滤波器载波f2载波f2加法器抽样判决器带通滤波器加法器 图1.24FSK键控法解调原理框图4FSKSystemView仿真总体仿真分析图形信源两路两路已调信号SystemViewSystemView108e-3108e-3113e-3113e-3118e-3118e-3123e-3123e-31500e-30-500e-3-1AmplitudeTimeinSeconds108.4e-3108.4e-3108.4e-3109.4e-3109.4e-3110.4e-3110.4e-3111.4e-3111.4e-31500e-30-500e-3-1AmplitudeTimeinSecondsSystemView两路已调频谱抽样判决前后信号图形比较调制与解调比较SystemView仿真的分析4FSK的原理图各个参数如图3.1。系统主要有两部分组成，一是4FSK的调制部分，二是4FSK的解调部分。调制部分，系统的信源由两位二进制并联发送代替四进制的码元信号，信源由二进制的随机NRZ模拟产生基带，并联的两路信号分别控制选通开关1和选通开关2。信源的rate等于100Hz，选通开关1选通载频f1=1KHz，f2=3KHz，选通开关2选通载频f3=1.2KHz，f4=5KHz，如图3和图4。调制信号调制载波后成已调信号。调制的使信号在无线的信道中传输，载波频率较大。解调部分，已调信号在信道中传输会有噪声的干扰，系统中加入高斯噪声。解调时首先是经过带通滤波器，系统中选用了巴特沃斯滤波器分别得到有用信息的已调信号。接着是相干解调，各带通滤波后与本地载波f1,f2,f3,f4正弦信号相乘。然后经过巴特沃斯低通滤波器截止频率105Hz，由于信源rate=100Hz，105Hz能更好的让有用信息通过。最后两路信号经过加法器抽样判决，根据抽样判决前电平取适当判决电平恢复原始信号，如图5。观察恢复的信号与原始信号，如图6。保证系统设计性能使信号无失真传输。心得体会首先，通过练习熟悉和掌握通信仿真软件SystemView的使用，在练习的同时我又重新复习了通信原理很多知识，进一步加深了对通信系统知识的掌握，把所学的知识理论与实践相结合。其次，在通信系统仿真的过程中，我遇到了很多的问题，我通过自己查资料，请教老师和同学一一的解决遇到的各种问题。我不仅学会独立思考问题、分析问题、解决问题，而且加深了对理论知识的掌握，还增强了自己的动手能力。再者，对于信息工程专业的学生来说，通信系统的设计是我们的很重要专业课，我很认真的完成各项设计，这