實驗二FSK解調(diào)實驗

1、通信原理實驗報告實驗名稱：FSK解調(diào)實驗姓 名: 學 號: 班 級: 時 間:理工大學紫金學院電光系實驗二FSK解調(diào)實驗一、實驗目的1、了解FSK解調(diào)的基本工作原理；2、掌握FSK數(shù)據(jù)傳輸過程；二、預備知識1、數(shù)字信號的傳輸工作方式與基本工作過程;2、FSK的解調(diào)基本工作原理；3、軟件無線電的基本概念；三、實驗儀器臺;臺;1、通信網(wǎng)絡(luò)工程“通信信道平臺”實驗箱2、20MHz示波器四、實驗原理對于FSK信號的解調(diào)方式很多：相干解調(diào)、濾波非相干解調(diào)、正交相乘非相干解調(diào)。1、FSK相干解調(diào)FSK相干解調(diào)要求恢復出傳號頻率（fH ）與空號頻率（fL ）,恢復出的載波信號分別與接收的FSK中頻信號相乘，

2、然后分別在一個碼元積分，將積分之后的結(jié)果進行相減，如 果差值大于0則當前接收信號判為 1,否則判為0。相干FSK解調(diào)框圖如圖3.2-1所示：圖3.2-1相干FSK的解調(diào)框圖相干FSK解調(diào)器是在加性高斯白噪聲信道下的最佳接收，其誤碼率為：Pe叫旨相干FSK解調(diào)在加性高斯白噪聲下具有較好的性能，但在其它信道特性下情況則不完 全相同，例如在無線衰落信道下，其性能較差，一般采用非相干解調(diào)方案。2、FSK濾波非相干解調(diào)對于FSK的非相干解調(diào)一般采用濾波非相干解調(diào)，如圖3.2-2所示。輸入的FSK中頻信號分別經(jīng)過中心頻為 fH、fL的帶通濾波器，然后分別經(jīng)過包絡(luò)檢波，包絡(luò)檢波的輸出在 t=kTb時抽樣（其

3、中k為整數(shù)），并且將這些值進行比較。根據(jù)包絡(luò)檢波器輸出的大小，比較 器判決數(shù)據(jù)比特是1還是0。接收的FSK信號圖3.2-2 非相干FSK接收機的方框圖使用非相干檢測時 FSK系統(tǒng)的平均誤碼率為:pe-exp(旦2 2N。在高斯白噪聲信道環(huán)境下 FSK濾波非相干解調(diào)性能較相干FSK的性能要差，但在無線衰落環(huán)境下，F(xiàn)SK濾波非相干解調(diào)卻表現(xiàn)出較好的穩(wěn)健性。FSK濾波非相干解調(diào)方法一般采用模擬方法來實現(xiàn)，該方法不太適合對 解調(diào)。對于FSK的數(shù)字化實現(xiàn)方法一般采用正交相乘方法加以實現(xiàn)。3、FSK的正交相乘非相干解調(diào)FSK的正交相乘非相干解調(diào)框圖如圖3.2-3所示：FSK的數(shù)字化B圖 3.2-3FSK正

4、交相乘非相干解調(diào)示意圖輸入的信號為R(t)cos(w0tw t)傳號頻率為：w0w空號頻率為：w0w在上圖中，延時信號為:R(t)cos(w0w) (t )其中為延時量。相乘之后的結(jié)果為：2R(t) R (t) 2cos(w0w) tcos(w0w) (t )cos2(w0w) t(ww) cos(w0 w)在上式中，第一項經(jīng)過低通濾波器之后可以濾除。當/2時，上式可簡化為:2R(t) R(t) sin( w) sin wTbSin w，從而實現(xiàn)了因而經(jīng)過積分器（低通濾波器）之后，輸出信號大小為:FSK的正交相乘非相干解調(diào)。AB兩點的波形如圖 3.2-4所示:0102030405060圖3.2

5、-4差分解調(diào)波形在FSK中位定時的恢復見 BPSK解調(diào)方式。在“通信信道平臺” FSK模式中，采樣速率為 96KHZ的采樣速率（每一個比特采16個樣點），F(xiàn)SK基帶信號的載頻為 24KHZ，因而在DSP處理過程中，延時取 1個樣值。FSK的解調(diào)框圖如圖3.2-5所示:圖3.2-5FSK的解調(diào)方框圖五、實驗步驟1、將JH5001-4平臺調(diào)制和解調(diào)模塊的所有短路器均置于1-2連接，用排線連接CZ01-A 和 CZ01-B，CZ02-A 禾口 CZ02-B、CZ03-A 禾口 CZ03-B，CZ04-A 禾口 CZ04-B。2、 將JH5001-4平臺設(shè)置成“ FSK模式”。3、在菜單中選擇不同的輸

6、入碼型；4、在“ JH5001-4平臺” 中，用中頻電纜連接 S001、S002,使其在中頻上進行自環(huán)連接，即自發(fā)自收。5、 檢查DSP是否正常工作：測量 TP413的波形，如果有脈沖波形，說明DSP已正常工作；如果沒有脈沖波形，則DSP沒有正常工作，需按面板上的復位按鈕重新對硬件進行初始化。6、 測量接收基帶測量點 TP605與測量點TP402發(fā)碼(以它作同步)的波形，比較其 兩者的對應關(guān)系，它與發(fā)送端基帶波形有什么不同(TP803與TP402的波形觀察 效果)，并解釋原因。7、 將跳線開關(guān)K701設(shè)置在2-3位置，調(diào)整電位器 W701,以改變接收本地載頻(即 改變收發(fā)頻差)，觀察判決點TP

7、510波形的變化。具有以下的波形：理想情況下， 正交相乘經(jīng)低通濾波之后在判決器之前的變量應取兩個值：+A或-A。而實際情 況，的輸出如圖3.2-6所示，原因有以下幾個方面：(1) 位定時抖動，由于位定時的抖動，使前后的碼元產(chǎn)生了碼間串擾串(ISI),從而引起判決器之前的波形抖動；(2) 剩余頻差：由于收發(fā)頻率不同，當這種差別較大時， 會引起判決器之 前的波形抖動；(3) A/D量化時的直流漂移：由于A/D在量化時存在直流漂移，引起判決器之前的波形抖動；(4) 線路噪聲：當接收支路存在噪聲時，引起判決器之前的波形抖動；i I i i i i ii圖3.2-6 FSK解調(diào)器判決點的波形六、實驗報告1、畫出各測量點的工作波形;2、接收基帶波形與發(fā)送端基帶波形有什么不同，解釋原因答：波形的變化與頻率、 幅度和相位有關(guān)。當兩個信號相位差為 90度時，合成的圖 形為正橢圓；若兩個信號振幅相同，合成為圓形；當兩個信號相位差為0度時，此時