专业综合实践报告-数字通信系统仿真和实现DS

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1、西南石油大学“通信工程2012级专业综合实践”报告报告题目：数字通信系统仿真和实现DSP学院：电气信息学院作者：曾翔联系方式：18873037766辅导老师：曹玉英完成日期：2016年01月10日一、引言在此次数字通信系统仿真和实现专业实践中负责DSP的设计，本课程设计主要是绘制具备AD功能的DSP最小系统电路图，设计基于DSP的2FSK调制解调程序。设计2FSK调制解调的DSP程序，并给出相应的仿真结果。1.1课程设计目的数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP)[1]是一门涉及许多学科而又广泛

2、应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。信号的调制和解调广泛应用于通讯及信息处理领域。调制就是用低频的调制信号去控制高频载波的某一个参数，使载波信号的参数按照调制信号的规律变化，可分为调幅、调频和调相信号调制；信号的解调是调制的逆过程，是从已

3、调高频信号中取出调制信号，对应的分为调幅、调频和调相信号的解调。本设计要求采用DSP及其A/D、D/A转换器实现信号的调制和解调功能。1.2课程设计的要求本次课程设计主要有以下两部分的要求：（1）在对DSP硬件结构的初步了解的基础上设计并实现2FSK调制的电路原理图及PCB板图。（2）通过软件编程利用DSP平台实现2FSK调制、解调的模拟仿真。1.3设计平台CodeComposerStudio（CCS）是用于TIDSP、微处理器和应用处理器的集成开发环境）。CodeComposerStudio包含一整套用于开发和调试嵌入式应用的

4、工具。它包含适用于每个TI器件系列的编译器、源码编辑器、项目构建环境、调试器、描述器、仿真器以及多种其它功能。CodeComposerStudioIDE提供了单个用户界面，可帮助您完成应用开发流程的每个步骤。借助于精密的高效工具，用户能够利用熟悉的工具和界面快速上手并将功能添加至他们的应用。版本4之前的CodeComposerStudio均基于Eclipse开放源码软件框架。Eclipse软件框架可用于多种不同的应用，但是它最初被开发为开放框架以用于创建开发工具。我们之所以选择让CCS基于Eclipse，是因为它为构建软件开发环

5、境提供了出色的软件框架，并且正成为众多嵌入式软件供应商采用的标准框架。CCS将Eclipse软件框架的优点和德州仪器(TI)先进的嵌入式调试功能相结合，为嵌入式开发人员提供了一个引人注目、功能丰富的开发环境。二、设计原理2.12FSK调制算法原理2FSK调制采用查表法，可以实现较好的实时性，特别适用于通信载波的生成。在DSP的程序存储空间,使用Q15定点数格式在[0,2π]上以2π/N的相位间隔固化N点正弦值，以供查表，在此取N=12。这样对于F0和F1的取样间隔分别为：使用DSP定时器T0，用来实现对数据解调DAC输出速率的控

6、制。这样，如要实现12Kbps的数据传输速率，需要将DSP定时器T0的溢出率设置为192KHz。2.22FSK解调算法原理FSK解调有相干解调和非相干解调，相干解调对通信设备要求较高，一般数字调频系统都采用非相干解调。在此，采用实时性较高的2FSK信号差分检波解调算法。算法的基本思想是已调信号和它的π/2的延时信号相乘，然后经过低通滤波，根据滤波结果的符号判断发送信号的值，从而实现信号的解调。算法原理图如下图所示。图2.12FSK解调原理图信号采样值S(n)经延时器延迟k个采样点得到S(n−k)。k要小于每个二进制码元周期内的采

7、样点数，使得S(n)和S(n−k)是属于同一个二进制码元的采样值。S(n)和S(n−k)相乘后的输出样值：前面一部分是仅与k有关的常数。后面一部分是与n有关的高频分量，可通过对称系数低通滤波器h(n)来滤除。低通滤波器h(n)的截止频率设为12KHz，对称系数经Matlab计算求得：h0=0.00018497，h1=0.26316，h2=0.19272，h3=0.22079，通过该低通滤波器后得到：k的选择是设计解调器的关键，应使差值：最大，以利于正确区分两种频率，降低判决的误码率。根据实际的测试得到，当k=2时，可以得到较好的

8、区分度。经过低通滤波后的数据U(n)经过判决算法后，可以得到最终所要的解调跟据Y(n)。三、设计思路3.1设计流程图系统12个采样数据表示一个码元，当判决算法连续判决12个采样数据（一个码元包含的采样点）满足预设阈值之后，确定一个码元的状态。假设如下判决算法中用