通信应用系统实验报告

通信应用系统课程设计

班级学号：152210704111

姓名：陈犇张润华石彬

学院：计算机学院

2018 年 12 月

目录

实验一 FSK 传输系统实验 (3)

一.实验目的 (3)

二.实验原理 (3)

(一)2FSK调制原理 (3)

(二)2FSK解调原理 (4)

(三)2FSK信号的表达式和波形图 (5)

三.实验步骤 (6)

(一)FSK调制仿真 (6)

(二)FSK解调仿真 (9)

(三)FSK系统性能测试仿真 (15)

四.实验心得 (17)

实验二 PAM编译码器系统 (18)

一.实验目的 (18)

二.实验原理 (18)

1.自然抽样脉冲调制 (19)

2.平顶抽样的脉冲幅度调制 (20)

三.实验步骤 (20)

1.对正弦波进行抽样 (20)

2. 对矩形波进行调制 (23)

3.PAM解调 (24)

3.矩形波解调 (24)

四.实验心得 (26)

实验三 PCM编译码器系统 (27)

一、实验目的 (27)

二、实验原理 (27)

三、实验步骤 (30)

实验一FSK 传输系统实验

一. 实验目的

1)利用simulink建立FSK调制系统的仿真模型；

2)利用simulink建立FSK解调系统的仿真模型；

3)利用simulink对FSK系统的性能进行测试；

4)将仿真结果与理论结果进行比较、分析；

二.实验原理

(一)2FSK调制原理

二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控的方法来实现。两种FSK信号的调制方法的差异在于：由直接调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的（这一类特殊的FSK，称为连续相位FSK（Continous-Phase FSK，CPFSK）），而键控法产生的2FSK信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。

模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数，可直接改变其振荡频率，输出不同频率的已调信号。原理方框图如图2-1所示。

图2-1 模拟调频法产生2FSK信号的原理图

数字键控法：用数字矩形脉冲控制电子开关，使电子开关在两个独立的振荡器之间进行转换，从而在输出端得到不同频率的已调信号。图2-2是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图，图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。

图2-2 键控法产生2FSK信号的原理图

(二)2FSK解调原理

２ＦＳＫ解调常采用非相干解调法和相干解调法。

非相干解调法用两个带通滤波器分别滤出不同频率的高频脉冲，经包络检测后分别取出它们的包络，将包络检波器的输出经过低通滤波后，送入抽样判决器进行比较，从而判决并输出基带数字信号。原理方框图如图2-3所示。

图2-3 2FSK相干解调方框图

相干解调的具体解调电路是同步检波器，原理方框图如图2-4所示。图中两个带通滤波器的作用同于包络检波法，起分路作用。它们的输出分别与相应的同步相干载波相乘，再分别经低通滤波器滤掉二倍频信号，取出含基带数字信息的低频信号，抽样判决器在抽样脉冲

v1、v2进行比较判决，即可还原出基带数字信号。

到来时对两个低频信号的抽样值

图2-4 2FSK 相干解调方框图

(三) 2FSK 信号的表达式和波形图

在二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f 1和f 2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号(2FSK 信号)。二进制移频键控信号的时间波形如图2-5 所示，图中波形g 可分解为波形e 和波形f ，即二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。 若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f 1，0符号对应于载波频率f 2，则二进制移频键控信号的时域表达式为

212()()cos()()cos()FSK n s n n b n n n e t a g t nT t a g t nT t ωφωθ⎡⎤⎡⎤=-++-+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦

∑∑ (2-1-1)

(2-1-2)

(2-1-3)

图2-5 二进制频移键控信号的波形

由图2-1可看出b

n 是a

n

的反码，即若a

n

=1，则b

n

=0，若a

n

=0，则b

n

=1；

两个相角分别代表第n个信号码元的初始相位。在二进制频移键控信号中，均不携带信息，通常令其为零。因此，二进制频移键控信号的时域表达式可简化为

（2-1-4）

三.实验步骤

(一)FSK调制仿真

2FSK信号是由频率分别为f1和f2的两个载波对信号源进行频率上的控制而形成的，其中f1和f2是两个频率有明显差别的且都远大于信号源频率的载波信号，2FSK信号产生的simulink仿真模型图如下所示：

图3-1 2FSK信号的simulink模型方框图

其中sin wave1和sin wave2是两个频率分别为f1和f2的载波，Pulse Generator模块是信号源，NOT作为反相器实现方波的反相，最后经过相乘器和相加器生成2FSK信号，ATTENTION：此法只适用于0-1二进制码信道编码，否则此法此处不可使用。

关键点在于0反向为1，同一时刻仅有一方信号为1.

各参数设置如下：

载波f1的参数设置：其中幅度为2，f1=1Hz,采样时间为0.002s在此选择载波为单精度信号

图3-2 载波sin wave1的参数设置

载波f2的参数设置：载波是幅度为2，f2=2,采样时间.为0.002的单精度信号。