fsk传输系统实验new

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1、实验三FSK传输系统实验一、实验原理和电路说明（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：2EbScos(2f2f)t0tTFSKcbTb（二进制１）2EbScos(2f2f)t0tTFSKcbTb（二进制０）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

2、，因此这种FSK信号称为不连续FSK信号。不连续的FSK信号表达式为：2EbScos(2ft)0tTFSKH1bTb（二进制１）2EbScos(2ft)0tTFSKL2bTb（二进制０）其实现如图3.1-1所示：振荡器fＨ放大输出振荡器fＬ输入数据图3.1.1非连续相位FSK的调制框图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发展，越来越多地采用连继相位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

3、信号对单一载波振荡器进行频率调制。因此，FSK可表示如下：2EbS(t)cos[2ft(t)]FSKCTbt2Ebcos[2ft2km(n)dn]CfTb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3.1.2所示：图3.1.2连续相位FSK的调制信号由于FSK信号的复包络是调制信号m（t）的非线性函数，确定一个FSK信号的频谱通常是相当困难的，经常采用实时平均测量的方法。二进制FSK信号的功谱密度由离散频率分量f

4、c、fc+nΔf、fc-nΔf组成，其中n为整数。相位连续的FSK信号的功率谱密度函数最终按照频率偏移的负四次幂衰落。如果相位不连续，功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落。FSK的信号频谱如图3.1.3所示。图3.1.3FSK的信号频谱FSK信号的传输带宽Br，由Carson公式给出：Br=2Δf+2B其中B为数字基带信号的带宽。假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲信号的带宽B=R。因此，FSK的传输带宽变为：Br=2（Δf+R）如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：Br=2Δf+（1+α）R其中α为滤波器

5、的滚降因子。在通信原理综合实验系统中，FSK的调制方案如下：FSK信号：s(t)cos(wt2ft)0i其中：f当输入码为11f{if当输入码为02因而有：s(t)coswtcos2ftsinwtsin2ft0i0icoswtcos(t)sinwtsin(t)00其中：t(t)2ft2Km(t)dtc如果结进行量化处理，采样速率为fs，周期为Ts，有下式成立：(n)(n1)2fT2Km(n)Tcss(n1)2T[fKm(n)]ss(n

6、1)2fTis按照上述原理，FSK正交调制器的实现为如图3.1-4结构：cos()正f1交调制f2-1器zsin()W0输入码流图3.1.4FSK正交调制器结构图如时发送0码，则相位累加器在前一码元结束时相位(n)基础上，在每个抽样到达时刻相位累加2fT，直到该码元结束；如时发送１码，则相位累加器在1s前一码元结束时的相位(n)基础上，在每个抽样到达时刻相位累加2fT，直到2s该码元结束。在通信信道FSK模式的基带信号中传号采用f频率，空号采用f频率。在HLFSK模式下，不采用采用汉明纠错编译码技术。

7、制器器提供的数据源有：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；FSK调制器基带处理结构如图3.1.5所示：外部数据信号特殊码序列FPGAm全全序列0101码码码发时钟控制器择选据数发器D图触3.1TPM02.5TPM01FSK调制器基带处理结构示意图ffLH相位累加co

8、s()sin()D/AD/ATPi02TPi01低通滤波低通滤波TPi04TPi03（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。１、FSK相干解调FSK相干解调要求恢复出传号频率（f）与空号频率（f），恢复出的载波HL信号分别与接收的FSK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