實(shí)驗(yàn)二FSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)

1、通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：FSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)姓 名: 學(xué) 號(hào): 班 級(jí): 時(shí) 間:理工大學(xué)紫金學(xué)院電光系實(shí)驗(yàn)二FSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解FSK解調(diào)的基本工作原理；2、掌握FSK數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程；二、預(yù)備知識(shí)1、數(shù)字信號(hào)的傳輸工作方式與基本工作過(guò)程;2、FSK的解調(diào)基本工作原理；3、軟件無(wú)線電的基本概念；三、實(shí)驗(yàn)儀器臺(tái);臺(tái);1、通信網(wǎng)絡(luò)工程“通信信道平臺(tái)”實(shí)驗(yàn)箱2、20MHz示波器四、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于FSK信號(hào)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(fù)出傳號(hào)頻率（fH ）與空號(hào)頻率（fL ）,恢復(fù)出的載波信號(hào)分別與接收的FSK中頻信號(hào)相乘，

2、然后分別在一個(gè)碼元積分，將積分之后的結(jié)果進(jìn)行相減，如 果差值大于0則當(dāng)前接收信號(hào)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(wú)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(duì)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(hào)分別經(jīng)過(guò)中心頻為 fH、fL的帶通濾波器，然后分別經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波，包絡(luò)檢波的輸出在 t=kTb時(shí)抽樣（其

3、中k為整數(shù)），并且將這些值進(jìn)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(hào)圖3.2-2 非相干FSK接收機(jī)的方框圖使用非相干檢測(cè)時(shí) 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(wú)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(lái)實(shí)現(xiàn)，該方法不太適合對(duì) 解調(diào)。對(duì)于FSK的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法一般采用正交相乘方法加以實(shí)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(hào)為R(t)cos(w0tw t)傳號(hào)頻率為：w0w空號(hào)頻率為：w0w在上圖中，延時(shí)信號(hào)為:R(t)cos(w0w) (t )其中為延時(shí)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(xiàng)經(jīng)過(guò)低通濾波器之后可以濾除。當(dāng)/2時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為:2R(t) R(t) sin( w) sin wTbSin w，從而實(shí)現(xiàn)了因而經(jīng)過(guò)積分器（低通濾波器）之后，輸出信號(hào)大小為:FSK的正交相乘非相干解調(diào)。AB兩點(diǎn)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(shí)的恢復(fù)見(jiàn) BPSK解調(diào)方式。在“通信信道平臺(tái)” FSK模式中，采樣速率為 96KHZ的采樣速率（每一個(gè)比特采16個(gè)樣點(diǎn)），F(xiàn)SK基帶信號(hào)的載頻為 24KHZ，因而在DSP處理過(guò)程中，延時(shí)取 1個(gè)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(shí)驗(yàn)步驟1、將JH5001-4平臺(tái)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(tái)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(tái)” 中，用中頻電纜連接 S001、S002,使其在中頻上進(jìn)行自環(huán)連接，即自發(fā)自收。5、 檢查DSP是否正常工作：測(cè)量 TP413的波形，如果有脈沖波形，說(shuō)明DSP已正常工作；如果沒(méi)有脈沖波形，則DSP沒(méi)有正常工作，需按面板上的復(fù)位按鈕重新對(duì)硬件進(jìn)行初始化。6、 測(cè)量接收基帶測(cè)量點(diǎn) TP605與測(cè)量點(diǎn)TP402發(fā)碼(以它作同步)的波形，比較其 兩者的對(duì)應(yīng)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(kāi)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(diǎn)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(yīng)取兩個(gè)值：+A或-A。而實(shí)際情 況，的輸出如圖3.2-6所示，原因有以下幾個(gè)方面：(1) 位定時(shí)抖動(dòng)，由于位定時(shí)的抖動(dòng)，使前后的碼元產(chǎn)生了碼間串?dāng)_串(ISI),從而引起判決器之前的波形抖動(dòng)；(2) 剩余頻差：由于收發(fā)頻率不同，當(dāng)這種差別較大時(shí)， 會(huì)引起判決器之 前的波形抖動(dòng)；(3) A/D量化時(shí)的直流漂移：由于A/D在量化時(shí)存在直流漂移，引起判決器之前的波形抖動(dòng)；(4) 線路噪聲：當(dāng)接收支路存在噪聲時(shí)，引起判決器之前的波形抖動(dòng)；i I i i i i ii圖3.2-6 FSK解調(diào)器判決點(diǎn)的波形六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫出各測(cè)量點(diǎn)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(dāng)兩個(gè)信號(hào)相位差為 90度時(shí)，合成的圖 形為正橢圓；若兩個(gè)信號(hào)振幅相同，合成為圓形；當(dāng)兩個(gè)信號(hào)相位差為0度時(shí)，此時(shí)