实验二 FSK解调实验

通信原理实验报告 实验名称：FSK 解调实验姓 名：学 号：班 级：时 间：南京理工大学紫金学院电光系实验二 FSK解调实验一、 实验目的1、 了解FSK解调的基本工作原理；2、 掌握FSK数据传输过程；二、 预备知识1、 数字信号的传输工作方式与基本工作过程；2、 FSK的解调基本工作原理；3、 软件无线电的基本概念；三、 实验仪器1、 通信网络工程“通信信道平台”实验箱一台；2、 20MHz示波器一台；四、 实验原理对于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。、FSK相干解调FSK相干解调要求恢复出传号频率（）与空号频率（），恢复出的载波信号分别与接收的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则当前接收信号判为1，否则判为0。相干FSK解调框图如图3.2-1所示：图3.2-1 相干FSK的解调框图相干FSK解调器是在加性高斯白噪声信道下的最佳接收，其误码率为：相干FSK解调在加性高斯白噪声下具有较好的性能，但在其它信道特性下情况则不完全相同，例如在无线衰落信道下，其性能较差，一般采用非相干解调方案。、FSK滤波非相干解调对于FSK的非相干解调一般采用滤波非相干解调，如图3.2-2所示。输入的FSK中频信号分别经过中心频为、的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在t=kTb时抽样（其中k为整数），并且将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小，比较器判决数据比特是1还是0。图3.2-2 非相干FSK接收机的方框图使用非相干检测时FSK系统的平均误码率为：在高斯白噪声信道环境下FSK滤波非相干解调性能较相干FSK的性能要差，但在无线衰落环境下，FSK滤波非相干解调却表现出较好的稳健性。FSK滤波非相干解调方法一般采用模拟方法来实现，该方法不太适合对FSK的数字化解调。对于FSK的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现。、FSK的正交相乘非相干解调FSK的正交相乘非相干解调框图如图3.2-3所示：图3.2-3 FSK正交相乘非相干解调示意图输入的信号为传号频率为：空号频率为：在上图中，延时信号为：其中t为延时量。相乘之后的结果为：在上式中，第一项经过低通滤波器之后可以滤除。当时，上式可简化为：因而经过积分器（低通滤波器）之后，输出信号大小为：，从而实现了FSK的正交相乘非相干解调。AB两点的波形如图3.2-4所示：图3.2-4 差分解调波形在FSK中位定时的恢复见BPSK解调方式。在“通信信道平台”FSK模式中，采样速率为96KHz的采样速率（每一个比特采16个样点），FSK基带信号的载频为24KHz，因而在DSP处理过程中，延时取1个样值。FSK的解调框图如图3.2-5所示：图3.2-5 FSK的解调方框图五、 实验步骤1、 将JH5001-4 平台调制和解调模块的所有短路器均置于1-2连接，用排线连接CZ01-A和CZ01-B，CZ02-A和CZ02-B、CZ03-A和CZ03-B，CZ04-A和CZ04-B。2、 将JH5001-4 平台设置成“FSK模式”。3、 在菜单中选择不同的输入码型；4、 在“JH5001-4 平台” 中, 用中频电缆连接S001、S002，使其在中频上进行自环连接，即自发自收。5、 检查DSP是否正常工作：测量TP413的波形，如果有脉冲波形，说明DSP已正常工作；如果没有脉冲波形，则DSP没有正常工作，需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。6、 测量接收基带测量点TP605与测量点TP402发码（以它作同步）的波形, 比较其两者的对应关系，它与发送端基带波形有什么不同（TP803与TP402的波形观察效果），并解释原因。7、 将跳线开关K701设置在2-3位置，调整电位器W701, 以改变接收本地载频（即改变收发频差），观察判决点TP510波形的变化。具有以下的波形：理想情况下，正交相乘经低通滤波之后在判决器之前的变量应取两个值：A或A。而实际情况，的输出如图3.2-6所示，原因有以下几个方面：（） 位定时抖动，由于位定时的抖动，使前后的码元产生了码间串扰串（ISI），从而引起判决器之前的波形抖动；（） 剩余频差：由于收发频率不同，当这种差别较大时，会引起判决器之前的波形抖动；（） A/D量化时的直流漂移：由于A/D在量化时存在直流漂移，引起判决器之前的波形抖动；（） 线路噪声：当接收支路存在噪声时，引起判决器之前的波形抖动；图3.2-6 FSK解调器判决点的波形六、 实验报告1、 画出各测量点的工作波形；2、 接收基带波形与发送端基带波形有什么不同，解释原因答：波形的变化与频率、幅度和相位有关。当两个信号相位差为90度时，合成的图形为正椭圆；若两个信号振幅相同，合成为圆形；当两个信号相位差为0度时，此时若两个信号振幅相同则与X轴成4