FSK调制解调系统的建模与仿真设计

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1、.....摘　　要现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。本论文主要讨论和仿真了基于CPLD的FSK、4FSK系统单元设计，并对调制解调系统和CPLD设计方法进行了相关的研究。以VHDL作为设计的硬件描述语言，在Altera公司的Maxplus2开发平台上进行了程序设计及波形仿真。对各个模块进行CPLD的建模，然后对各个模块的设计内容进行了层层细化。最终达到模块的具体软硬件实现。基于中压通信的特点，对中压信道噪声特性进行了总结研究，并在Maxplus2下实现仿真波形；对通信

2、上现有调制解调技术进行比较总结，应用Maxplus2编程实现了FSK调制解调，并在实现单载波FSK调制解调基础上，实现了多载波FSK调制解调。介绍了采用多载波调制技术实现数字信号传输的基本原理及其优点；从理论上分析总结了中压信道及噪声特性，并结合均衡、编码，小波变换等技术，提出了进一步提高多载波调制系统性能的途径。关键词:频率键控系统；CPLD；MAXPLUS2；VHDL学习参考.....目录摘　　要1一、绪论1二、FSK频移键控(FrequencyShiftKeying)22.1FSK频移键控及信号产生原理22.2FSK信号的调制与解调42.2

3、.1FSK信号的调制技术42.2.2FSK信号的解凋技术5三、系统的总体方案设计73.1MAXPLUS2系统简介83.2系统实现8四、系统电路模块的设计及仿真实现114.1基于VHDL硬件描述语言的FSK程序设计114.1.1FSK调制模块及仿真114.1.2FSK解调模块及仿真15结　　论19参考文献21学习参考.....一、绪　　论随着科学技术的进步，通信事业得到了飞速发展，信息的传送也由模拟传输转向数字传输，信息越来越多地作为数字脉冲之间的时间或相位的变化而传送出去。这样，对信号进行数字调制显的尤其重要，这种利用模拟调制方法随着现代调制方法

4、的出现而陷入了困境。为了可靠地进行通信，现代调制方法更钟情于频率和相位调制。计算机应用的日益普及，人们对计算机之间的数据传输要求越来越高，不仅向着高速、宽带、延迟小的方向发展，而且对数据传输方式的灵活性要求也越来越高。无线数据传输在人们的日常生活中正日益扮演越来越重要的角色；同时，无线数据通信的份额占整个数据通信领域的比重也正日益加重特别是在一些特殊的场合，如:博物馆、移动办公室、交通工具中等设施内，架设电缆往往不符合设施规范。无线数据传输设备变得必不可少了。调制器是通信系统中必不可少的关键设备，其性能的好坏直接关系到整个系统的性能。我们设计的F

5、SK调制系统具有抗干扰、抗噪声、抗衰减性能较强、技术复杂程度低、成本低等诸多优点，因而广泛应用与实际电路中。在中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。此外，许多集成芯片里也用到了FSK调制技术。数字频率调制是数据通中常见的一种调制方式。频移键控(FSK—FrequencyShiftKeying)方法简单，用不同频率的载波来传送数字信号，并用数字基带信号控制载波信号的频率，易于实现，并且解调不须恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能也较强，传输距离远、误码率低等优点。因此，FSK调制技术在通信行业，特别是在衰落信道中传输数据时得到了广

6、泛地应用，并且主要适用于用于低、中速数据传输。一个系统的通信质量，很大程度上依赖于所采用的调制方式。但传统用硬件实现FSK的方法，特别是相干解调需要提取载波。设备相对比较复杂、成本较高。文中基于FPGA芯片。采用VHDL语言提出了一种FSK调制解调器的实现方法因此，对调制方式的研究，将直接决定着通信系统质量的好坏。现场可编程门阵列(CPLD)既具有很高的处理速度．又具有一定的灵活性。本课题就采用CPLD实现数字调制解调技术加以论述。学习参考.....二、FSK频移键控(FrequencyShiftKeying)2.1FSK频移键控及信号产生原理所

7、谓FSK就是用数字信号去调制载波频率，是数字信号传输中用的最早的一种调制方式。此方式实现起来比较容易，抗噪声和抗衰减性能好，稳定可靠，是中低速数据传输最佳选择。频移就是把振幅、相位作为常量，而把频率作为变量，通过频率的变化来实现信号的识别，原理如图2-1所示。在FSK中传送的信号只有0和1两个。输出后的2FSK波形如图2-2所示。图2-1FSK信号调制原理图图2-2调制后波形图学习参考.....FSK信号的产生原理用二进制数字信号m(t)进行调频，是使载波υC=Vccos(ω+φ)中的ω，当符号为1时具有协l频率的信息，而当符号为0时具有ω2的信

8、息，此调制称移频调制。产生波形如图2-3所示。图2-3FSK调制原理波形图学习参考.....2.2FSK信号的调制与解调FSK是利用载波