通信原理报告

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1、目录1 绪论 22 设计任务与要求23 四路基带信号的 2fsk 传输系统的设计33.1 总体结构设计33.2 发送模块与传输模块33.3 同步模块与接收模块44 发送模块的具体实现44.1 时分复用原理设计44.1.1 时分复用的原理54.1.2 时分复用的实现64.2 2FSK 调制原理及频分复用74.2.1 2FSK 键控调制电路74.2.2 频分复用84.2.3 2FSK 的调制及频分复用的实现85 接收模块的具体实现95.1频分复用及2FSK的解调95.1.1频分复用及2FSK的解调原理95.1.2频分复用及2FSK的解调实现105.2 时分复用的分接116 波形比较 12137 小

2、结与体会1 绪论在通信系统的设计研发过程中，通信系统的软件仿真已成为必不可少的一 部分。为了使复杂的设计过程更加便捷高效，使得分析与设计所需的时间 和费用降低。SystemView仿真系统能仿真大量的应用系统，能快速方便 地进行动态系统设计与仿真，在本文中可以方便地加入 SystemView 的结 果，完备的滤波和线性设计，先进的信号分析和数据处理，完善的自我诊 断功能等。这次课程，要求了解 SystemView 的运行环境及应用领域，逐步熟悉各种 通信系统的仿真，由简到难，运用所学对几个实际系统的仿真进行分析和 比较，熟悉SystemView的运行环境，掌握SystemView系统的基本操作

3、， 并对简单通信系统进行仿真。这次课程设计要求掌握仿真的简单的通信系 统有：模拟调制方式 AM、DSB、SSB 调制解调，数字调制方式仿真 2ASK、 2FSK、2PSK 调制解调，抽样定理，时分复用。在课设最后一天，独立按 时完成老师指定的系统的仿真并最终选择其中一个系统仿真分析，最终作 为写设计报告的内容。这次我所写实验报告是基于 SystemView 的 2FSK 系统的仿真与分析2 设计任务与要求初始条件：1 路数字基带信号的传输速率为 2000HZ；时分复用信号路数为 2； 频分复用信号路数为 2；同步信号的提取方法为 *信道衰减为20dB，存在白噪声；仿真软件为SystemView

4、。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求）1、设计复用信号的帧结构和帧同步码；2、设计发送、传输（无ISI）、接收和同步电路（小组成员分工）；3、确定部件类型、参数（电路放大倍数、带宽）等性能指标；4、连接部件组成系统，调试；5 、仿真验证，要求收发信号波形基本一致并对结果进行分析；6 、说明书撰写严格执行教务处文件。3 四路基带信号的 2fsk 传输系统的设计3.1 总体结构设计由于是4路基带信号的2fsk调制与解调，所以我们需要用到时分复用使其能够在同 一信道上传输，2fsk的调制采用键控法，然后直接用加法器实现频分复用，假定信道衰 减为20db

5、，噪声为高斯白噪声。在解调端我们先用带通滤波器得到各个波形，然后采用 相干解调获得时分复用基带信号，最后送入时分复用解调电路解调获得相应的输出信号图 3.1 总体结构框图3.2 发送模块与传输模块利用 systemview 的 custom 器件产生一个 8 位的预置数据当做数字基带信 号产生四路数字基带信号后，需要对多路信号进行时分复用。时分复用的原理在 于每路信号占用不同的时隙进行传送，为达到这个目的，可以用数选轮流选择四 路信号，形成复用帧。对四路基带信号进行两组时分复用后，我们得到两路时分 复用信号，分别用不同的载波对它们进行2FSK调制，实现了频分复用和数模转化，这样就可以把调制后的

6、信号送入信道中进行传输。信道的噪声用软件中的高 斯噪声源提供3.3 同步模块与接收模块在接收端，首先用4 个带通滤波器将用 4 个载频进行调制的 4路 2FSK 信 号分开，之后便可以送入2FSK的解调系统对它们分别进行解调。解调后再两两 相加应该得到的是与时分复用过后相同的信号，接下来进行解复接。解时分复用 的过程即是时分复用的逆过程4 发送模块的具体实现4.1 时分复用原理设计4.1.1 时分复用原理时分复用的系统框图如下：图4.1.1时分复用原理图控制信号浴数据选择复用输出如分析中所述，我们将一个抽样周期划为 3 个时隙，则复用后的信号帧的结构为(帧同步码)+ (m (t) 1) + (

7、m (t) 2)。单路数字信号通过复接器填充到相应 的分配时隙，最后复合成合路信号通过信道传输后，再进行解复用。表 1 帧结构帧同步信号第一路信号第二路信号1111001000110000000011004.1.2 时分复用的实现实现电路如下：图 4.1.2-1 时分复用仿真如图，各器件选用及参数调整如下：Token3 为脉冲串 Pulse Train,频率为 2000Hz:Token4、Token6、Token7 为分频器，分别为 4、8、16 分频Token8、16、14 提供用户自定义的码元；Token5、13、15 为数据选择器，并行输出自定义码元；Token19 数据选择器分时段输出

8、三组码元，构成时分复用信号输 出。波形：图 4.1.2-2 时分复用仿真波形4.2 2FSK 调制原理及频分复用4.2.1 2FSK 键控调制电路键控调制电路框图：cos (wit)复用信号 丿2fsk调制信号键控开关Cos (w2t)图 4.2.1 键控调制原理图如图所示，复用信号为单极性非归零码(即“0”1”信号)。随时钟变化，输入0 时，键控 开关接入cos (w11)信号；输入为1时，键控开关接入cos (w21)信号。Wl、w2均为复用 信号码元速率的整数倍，且满足w2-w1=2Rb,才能使解调器在解调端分成2路独立的信号。4.2.2 频分复用两路复用信号分别通过2fsk键控调制之后

9、产生两路2fsk调制信号,通过控制其频 率可以使两路调制信号的带宽不混叠，然后通过加法器把这两路信号相加成1 路调制信号， 由于带宽不同，所以在解调端可以轻松地获得各个频带的的信号，即实现了频分复用。4.2.3 2FSK 的调制及频分复用的实现实现电路如图：图 4.2.3-1 2FSK 调制及频分复用仿真 如图，各器件选用及参数调整如下：Token79、88 为数字键控器，控制信号为 0 是加低频载波，控制 信号为 1时加高频载波；Token233、232 、234、236 为不同频率载波，频率分别为 2000Hz、 6000Hz、10000Hz、14000Hz。频分复用的波形：哥 wlJ.

10、Sink BZ7| es El图 4.2.3-2 输出端波形如图，在相同的时钟信号内，由于数字键控开关和 2 个 不同频率的载波的相乘，使波形发生如图所示的时密时 疏的变化，即将数字信号的 0,1 变化加载到了模拟信号 的频率之中，实现了 2fsk的调制，然后将2路2FSK的 的调制信号叠加到一路信号，即频分复用。5 接收模块的实现5.1频分复用及2FSK的解调5.1.1频分复用及2FSK的解调原理：图 5.1.1 频分复用原理图如图，频分复用信号经过带通滤波器后会分解成为 2 路中心频率不同的调制信号，然后采用相干解调的方法解调 出的复用的基带信号。5.1.2频分复用及2FSK的解调实现实现

11、电路：aH ： pgat:T同图 5.1.2-1 频分复用及 2FSK 的解调仿真波形：审 wl2: Sink S27图 5.1.2-2 频分复用及 2FSK 的解调仿真波形5.2 时分复用的分接实现电路：图 5.2 时分复用的分接仿真电路波形：rnrnrn宰 W0-!第一甌出00110000 (47S-OOe-3宰 w9：第二出 00001100 代471)S3回宰 wlO：第三路揃出 10111011 tS25=回 3第三路输出 10111：111 ：W25：ISOOe-3507&S-3宰wll:館四路掃占10001101 (t&26)回 E3ysu-M-二&毘6 波形比较用户数据波形为宰

12、wi：第一路用户数疑OiiOOOO但彻rnrnrn三亘叵第二路用户i据00001100 Ct 199)025e-3B0e-375e-3虏 讪玄第二用户数掠0001100血购)亘直宝宰w5：第三路用户琳1D111D11应02)育冋育宰 w6：第四踣用户JglOOOlLOl t2O3如图，可以看到输出波形与原用户波形相比较，波形基本一致，但是 由于噪声和时延的关系，导致频率与原信号有出入。7 小结与体会本次课程设计使我受益匪浅，学到很多方面的东西，包括Sys temView 软件基本使用， FSK 调制解调技术以及时分复用技术还有动手解 决问题的能力。 System View 这个软件之前没有学习

13、过，在拿到毕 业设计的题目后便从图书馆和网上查找了相关资料学习这个软件的 使用和操作。学习该软件对于整个毕业设计十分重要，因为这个毕业 设计不仅仅需要设计出2FSK调制解调器，并且需要用这个软件电路 仿真。如果只是设计出该调制解调器却不进行仿真就不了解自己的设 计是否能够实现，等同于纸上谈兵。通信系统中检测系统设计的一个 重要方面就是电路仿真，只有设计的系统在软件上可以实现时，我们 的设计才可能得到实际应用，很多具体的方面仅仅在设计时是考虑不 到的,所以学会使用System View软件仿真设计的系统非常重要。传 统的 FSK 调制解调都需要硬件电路实现，电路比较复杂且难于调试。 用Syste

14、m View软件进行该系统的仿真充分感受到该软件的方便快捷, 既不需要实际的硬件的电路,也不需要编译具体的程序。通过对比输 入输出的波形便可检测系统的设计是否合理。用户可以通过各个分析 窗口观察相应的波形,随时进行调试,也可以根据设计要求改变软件 各个元器件和定时参数,来达到系统所设计的要求,验证系统的合理 性。所以综合来看，System View软件仿真比一般通过硬件进行系统 仿真有较大的优势,不仅方便快捷,不需要编译程序,仅需使用鼠标 就可以实现通信系统仿真,而且相对于硬件仿真来说, System View 软件仿真方便随时修改系统的各个部分和参数,节省资费金,通过输 入输出波形增加了系统的可靠性。 由于数字调制技术与 System View软件相结合，提高了通信系统的性能，并且达到了 2FSK调制解 调器预期的仿真结果。通过本次毕业设计,使我从理论知识和实际的 软件操作和仿真学习到很多知识，让我了解了数字调制技术的基本知 识尤其是频移键控（2FSK ）方面的知识，学习使用了 Sys temView软 件，提高了动手设计能力，学会高效率运用工具书以及网络查找相关 的资料，自己学习软件的基本操作，完成调制解调系统的仿真；也提 高了思维能力，结合所学的数字调制知识与资料将资料的调制解调系 统进行改进了设计出更合理的系