基于DSPBuilder的数字调制解调器的研究与设计
基于DSPBuilder的数字调制解调器的研究与设计[20191212175227]
摘要
在通信系统中,调制解调是一个重要的过程,尤其是在飞速发展的今天,无线通信和光通信的应用越来越广泛,但大多数的实际通信并不能直接传输基带信号。为了有效地传输,必须进行调制,即将基带信号变换成适合信道传输特性的频带信号(已调信号);而在接收端,为了得到需要的基带信号,必须对信道传来的已调波进行解调。所谓调制,就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号;解调,即把模拟信号转换成数字信号,合称调制解调器.数字调制的调制波是二进制已编码的数字基带脉冲序列。传输数字信号时有三种基本的调制方式:幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。它们分别对应于用载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传递数字基带信号,可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
ASK:载波幅度是随着调制信号而变化的。其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断, 这种方式还可称作通-断键控或开关键控(OOK)。
PSK根据数字基带信号的两个电平使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。
在上述三种基本的调制方法之外,随着大容量和远距离数字通信技术的发展,出现了一些新的问题,主要是信道的带宽限制和非线性对传输信号的影响。在这种情况下,传统的数字调制方式已不能满足应用的需求,需要采用新的数字调制方式以减小信道对所传信号的影响,以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究,主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制,是提高频谱利用率的有效方法,恒包络技术能适应信道的非线性,并且保持较小的频谱占用率。
但是,不可否认,传输数字信号的三种基本调制方式是所有数字传输的基础,调制解调技术是实现现代通信的重要手段,促进通信的快速发展。在当代社会中,信息的交换日益频繁,随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合,通信能克服对空间和时间的限制,大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。展望未来,通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展,各种新的电信业务也应运而生,正沿着信息服务多种领域广泛延伸。掌握和了解好这些基础,对我们的以后的学习、生活,以及通信系统的发展都有重要作用。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字调制解调器;幅移键控;频移键控;相移键控
目录
摘要 I
ABSTRACT III
第1章 绪论 1
1.1 DSP Builder 的特点及应用 1
1.2 数字调制解调器的发展及应用 3
1.3 数字调制解调工作原理 4
1.4 本文所研究的内容 5
第2章 基于DSP Builder的FSK数字调制解调器研究 6
2.1 FSK调制解调器的原理 6
2.1.1 FSK调制原理 6
2.1.2 FSK解调原理 7
2.2 FSK调制解调器的设计 9
2.2.1 FSK调制部分设计 9
2.2.2 FSK解调部分设计 9
2.3 FSK调制解调器的测试 10
第3章 基于DSP Builder的PSK数字调制解调器研究 12
3.1 PSK调制解调器的原理 12
3.1.1 PSK调制原理 12
3.1.2 PSK解调原理 13
3.1.3 载波信号发生器原理 14
3.2 PSK调制解调器的设计 15
3.3 PSK调制解调器的测试 16
第4章 基于DSP Builder的ASK数字调制解调器研究 19
4.1 ASK调制解调器原理 19
4.1.1 ASK调制原理 19
4.1.2 ASK解调原理 20
4.2 ASK调制解调器设计 21
4.3 ASK调制解调器的测试 22
第5章 工作总结和展望 23
5.1 工作总结 23
5.2 工作展望 24
参考文献 25
致谢 28
第1章 绪论
1.1 DSP Builder 的特点及应用
Altera 的DSP Builder将The MathWorks MATLAB中的Simulink和QuartusⅡ系统级设计工具的算法开发、仿真和验证功能与VHDL综合、仿真和Altera开发工具整合在一起,实现了这些工具的集成。
DSP Builder在算法友好的开发环境中帮助设计人员生成DSP设计硬件表征,从而缩短了DSP设计周期。已有的MATLAB函数和Simulink模块可以和Altera DSP Builder模块以及Altera知识产权(IP)MegaCore功能相结合,将系统级设计实现和DSP算法开发相链接。DSP Builder支持系统、算法和硬件设计共享一个公共开发平台。
设计人员可以使用DSP Builder模块迅速生成Simulink系统建模硬件。DSP Builder包括比特和周期精度的Simulink模块,涵盖了算法和存储功能等基本操作。可以使用DSP Builder模型中的MegaCore功能实现复杂功能的集成。
Altera还提供DSP Builder高级模块集,这一Simulink库实现了时序驱动的Simulink综合。
Altera MegaCore是高级参数化IP功能,例如有限冲击响应(FIR)滤波器和快速傅立叶变换(FFT)等,经过配置能够迅速方便的达到系统性能要求。MegaCore功能支持Altera的IP评估特性,使您在购买许可之前,便可以验证功能及其时序。
Altera IP MegaStore网站上为DSP Builder和IP评估流程提供DSP IP完整介绍DSP Builder SignalCompiler模块读取由DSP Builder和MegaCore模块构建的Simulink建模文件(.mdl),生成VHDL文件和工具命令语言(Tcl)脚本,进行综合、硬件实施和仿真。
DSP Builder是一个系统级(或算法级)设计工具,它构架在多个软件工具之上,并把系统级和RTL级两个设计领域的设计工具连接起来,最大程度地发挥了两种工具的优势。DSP Builder依赖于Math Works公司的数学分析工具Matlab/Simulink,以Simulink的Blockset出现,可以在Simulink中进行图形化设计和仿真,同时又通过Signal Compiler可以把Matlab/Simulink的设计文件(.mdl)转成相应的硬件描述语言VHDL设计文件(.vhd),以及用于控制综合与编译的TCL脚本。而对后者的处理可以由FPGA/CPLD开发工具Quartus II来完成。
下图示为DSP Builder设计的一般流程:
图1.1 DSP Builder 的一般设计流程
本次毕业设计只需要使用MATLAB搭建基于DSP Builder的数字调制解调器的仿真研究,并完成仿真系统的调试与性能分析即可,并无硬件上的要求。
1.2 数字调制解调器的发展及应用
调制解调器,是一种计算机硬件,它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号,而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收,并译成计算机可懂的语言。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。所谓调制,就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号;解调,即把模拟信号转换成数字信号,合称调制解调器。
调制解调器的英文是MODEM,它的作用是模拟信号和数字信号的“翻译员”。电子信号分两种,一种是"模拟信号",一种是"数字信号"。我们使用的电话线路传输的是模拟信号,而PC机之间传输的是数字信号。所以当你想通过电话线把自己的电脑连入Internet时,就必须使用调制解调器来"翻译"两种不同的信号。连入Internet后,当PC机向Internet发送信息时,由于电话线传输的是模拟信号,所以必须要用调制解调器来把数字信号"翻译"成模拟信号,才能传送到Internet上,这个过程叫做"调制"。当PC机从Internet获取信息时,由于通过电话线从Internet传来的信息都是模拟信号,所以PC机想要看懂它们,还必须借助调制解调器这个“翻译”,这个过程叫作“解调”。总的来说就称为“调制解调”。
数字通信中至关重要的内容之一是数据传输。所谓数据传输是指信息在某种物理媒介上的移动。两地或局域间进行数据传输需要有传输信道。作为数据传输所使用的信道,是建立在一定的传输媒介之上的,而且必然是直接利用已有的信道资源,目前,存在着两种不同的传输信道,即模拟信道与数字信道,前者传输连续的模拟信号,后者传输离散的数字信号。信道是数据传输的基础。因此,世界各国均对信道给予特殊重视。
60年代初,随着计算机应用的日益广泛,利用已有信道开展数据通信所必须的调制解调器也应运而生。当时调制解调器均采用分立元件,速率为300bps,600bps,1200bps的低速异步方式,设备体积庞大、笨重,功能比较简单,接口线不全,接口线相互控制关系不规范等。进入80年代来,国外LSI和数字信号处理技术的飞跃发展,调制解调器已实现了小型化和智能化,一个话路的数据速度已高达14.4K和19.2Kbps。1994年9月后,国际电报电话咨询委员会(原CCIT,现改为ITU)发不了V.34建议,使话路数据速率已高达28.8Kbps,各主要厂商已纷纷推出这类调制解调器的产品。为便于调制解调器发展的标准化和规范化,国际电联(ITU)记过多年的辛勤工作,逐步完善了相关的V系列建议,对调制解调器的系列做了详尽的建议。目前,世界上所有调制解调器的生产商,均遵照V系列所提出建议中的规定。
1.3 数字调制解调工作原理
计算机内的信息是由“0”和“1”组成数字信号,而在电话线上传递的却只能是模拟电信号。于是,当两台计算机要通过电话线进行数据传输时,就需要一个设备负责数模的转换。这个数模转换器就是Modem。计算机在发送数据时,先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号,这个过程称为“调制”。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前,也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号,这个过程称为“解调”。正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程,从而实现了两台计算机之间的远程通讯。
信源来的基带信号对载波波形有关参量进行控制,使受控参量随基带信号的变化而变化,就可以实现通常所说的调制过程。由于正弦信号形式简单,便于产生和接收,所以大多数通信系统均选择正弦信号作为载波;而正弦信号的幅度、频度和相位三个参量均可携带信息,从而能够构成调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种基本调制方式,进而还可派生出其他调制方式。
通常,有模拟调制和数字调制之分,从原理上两者并无不同,模拟调制是对载波信号的参量进行连续地估值;而数字调制却是使用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息,在接收端则对载波信号的离散调制参量进行检测。因此,数字调制信号也称键控信号,并形成振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)三种基本调制方式。
数字调制还可根据已调信号的频谱结构不同而分为线性调制和非线性调制。线性调制的已调信号频谱结构和基带信号的频谱结构相同,不出现新的频率成分,仅仅在频率轴上搬移了一个位置;而非线性调制的已调信号频谱结构和基带信号的频谱不同,出现了新的频率成分,并非简单的频率搬移。振幅键控(ASK)属于线性调制,而频移键控(FSK)和相移键控(PSK)则属于非线性调制。
调制信号是二进制数字基带信号时,这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中,载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。相应的调制方式有二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)和二进制相移键控(2PSK)。
1.4 本文所研究的内容
数字调制解调技术是现代通信的一个重要的内容,在数字通信系统中,由于基带数字信号包含了丰富的低频部分,如果要远距离传输时,必须对数字信号进行载波调制,使基带信号的功率频谱搬移的较高的载波频率上,这就称为数字调制。
课题的主要任务是学习数字调制解调器的基础理论,学习使用MATLAB搭建数字调制解调器的仿真环境,研究DSP Builder在数字调制解调器中的应用,并完成MATLAB的仿真研究。
本文主要内容如下:
第一章介绍了DSP Builder 的特点及应用,数字调制解调器的发展、应用及基本原理。
第二章介绍了基于DSP Builder的FSK数字调制解调器研究。
第三章介绍了基于DSP Builder的PSK数字调制解调器研究。
第四章介绍了基于DSP Builder的ASK数字调制解调器研究。
第五章对全文的工作进行了总结,以及此次毕业设计的心得体会,并对工作中尚待改进和完善的地方进行了展望。
第2章 基于DSP Builder的FSK数字调制解调器 研究
2.1 FSK调制解调器的原理
2.1.1 FSK调制原理
FSK是利用数字信号去调制载波的频率,是信息传输较早的一种的传输方式。他的优点是实现起来容易,抗噪声与抗衰减的性能较好,在中低速中得到广泛应用。
FSK又称频移键控,他是利用二进制数字基带信号对载波频率进行变换来传递数字信息,在发送端产生不同频率的载波,传“0”信号时,发送频率为f1的载波;传“1信号”时,发送频率为f2的载波。在接收端把发送的不同频率的载波还原成相应的数字基带信号。其2FSK信号的典型时域数字表达式为:
(2.1)
这里的 , , 是 的反码, 和 的取值可以表示为:
, (2.2)
二进制移频键控信号可以看成是两个不同的载波ASK信号之和,2FSK信号还可以表示为:
(2.3)
2FSK调制的方法一般有3种:
(1)模拟调频法
摘要
在通信系统中,调制解调是一个重要的过程,尤其是在飞速发展的今天,无线通信和光通信的应用越来越广泛,但大多数的实际通信并不能直接传输基带信号。为了有效地传输,必须进行调制,即将基带信号变换成适合信道传输特性的频带信号(已调信号);而在接收端,为了得到需要的基带信号,必须对信道传来的已调波进行解调。所谓调制,就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号;解调,即把模拟信号转换成数字信号,合称调制解调器.数字调制的调制波是二进制已编码的数字基带脉冲序列。传输数字信号时有三种基本的调制方式:幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。它们分别对应于用载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传递数字基带信号,可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
ASK:载波幅度是随着调制信号而变化的。其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断, 这种方式还可称作通-断键控或开关键控(OOK)。
PSK根据数字基带信号的两个电平使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。
在上述三种基本的调制方法之外,随着大容量和远距离数字通信技术的发展,出现了一些新的问题,主要是信道的带宽限制和非线性对传输信号的影响。在这种情况下,传统的数字调制方式已不能满足应用的需求,需要采用新的数字调制方式以减小信道对所传信号的影响,以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究,主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制,是提高频谱利用率的有效方法,恒包络技术能适应信道的非线性,并且保持较小的频谱占用率。
但是,不可否认,传输数字信号的三种基本调制方式是所有数字传输的基础,调制解调技术是实现现代通信的重要手段,促进通信的快速发展。在当代社会中,信息的交换日益频繁,随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合,通信能克服对空间和时间的限制,大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。展望未来,通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展,各种新的电信业务也应运而生,正沿着信息服务多种领域广泛延伸。掌握和了解好这些基础,对我们的以后的学习、生活,以及通信系统的发展都有重要作用。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字调制解调器;幅移键控;频移键控;相移键控
目录
摘要 I
ABSTRACT III
第1章 绪论 1
1.1 DSP Builder 的特点及应用 1
1.2 数字调制解调器的发展及应用 3
1.3 数字调制解调工作原理 4
1.4 本文所研究的内容 5
第2章 基于DSP Builder的FSK数字调制解调器研究 6
2.1 FSK调制解调器的原理 6
2.1.1 FSK调制原理 6
2.1.2 FSK解调原理 7
2.2 FSK调制解调器的设计 9
2.2.1 FSK调制部分设计 9
2.2.2 FSK解调部分设计 9
2.3 FSK调制解调器的测试 10
第3章 基于DSP Builder的PSK数字调制解调器研究 12
3.1 PSK调制解调器的原理 12
3.1.1 PSK调制原理 12
3.1.2 PSK解调原理 13
3.1.3 载波信号发生器原理 14
3.2 PSK调制解调器的设计 15
3.3 PSK调制解调器的测试 16
第4章 基于DSP Builder的ASK数字调制解调器研究 19
4.1 ASK调制解调器原理 19
4.1.1 ASK调制原理 19
4.1.2 ASK解调原理 20
4.2 ASK调制解调器设计 21
4.3 ASK调制解调器的测试 22
第5章 工作总结和展望 23
5.1 工作总结 23
5.2 工作展望 24
参考文献 25
致谢 28
第1章 绪论
1.1 DSP Builder 的特点及应用
Altera 的DSP Builder将The MathWorks MATLAB中的Simulink和QuartusⅡ系统级设计工具的算法开发、仿真和验证功能与VHDL综合、仿真和Altera开发工具整合在一起,实现了这些工具的集成。
DSP Builder在算法友好的开发环境中帮助设计人员生成DSP设计硬件表征,从而缩短了DSP设计周期。已有的MATLAB函数和Simulink模块可以和Altera DSP Builder模块以及Altera知识产权(IP)MegaCore功能相结合,将系统级设计实现和DSP算法开发相链接。DSP Builder支持系统、算法和硬件设计共享一个公共开发平台。
设计人员可以使用DSP Builder模块迅速生成Simulink系统建模硬件。DSP Builder包括比特和周期精度的Simulink模块,涵盖了算法和存储功能等基本操作。可以使用DSP Builder模型中的MegaCore功能实现复杂功能的集成。
Altera还提供DSP Builder高级模块集,这一Simulink库实现了时序驱动的Simulink综合。
Altera MegaCore是高级参数化IP功能,例如有限冲击响应(FIR)滤波器和快速傅立叶变换(FFT)等,经过配置能够迅速方便的达到系统性能要求。MegaCore功能支持Altera的IP评估特性,使您在购买许可之前,便可以验证功能及其时序。
Altera IP MegaStore网站上为DSP Builder和IP评估流程提供DSP IP完整介绍DSP Builder SignalCompiler模块读取由DSP Builder和MegaCore模块构建的Simulink建模文件(.mdl),生成VHDL文件和工具命令语言(Tcl)脚本,进行综合、硬件实施和仿真。
DSP Builder是一个系统级(或算法级)设计工具,它构架在多个软件工具之上,并把系统级和RTL级两个设计领域的设计工具连接起来,最大程度地发挥了两种工具的优势。DSP Builder依赖于Math Works公司的数学分析工具Matlab/Simulink,以Simulink的Blockset出现,可以在Simulink中进行图形化设计和仿真,同时又通过Signal Compiler可以把Matlab/Simulink的设计文件(.mdl)转成相应的硬件描述语言VHDL设计文件(.vhd),以及用于控制综合与编译的TCL脚本。而对后者的处理可以由FPGA/CPLD开发工具Quartus II来完成。
下图示为DSP Builder设计的一般流程:
图1.1 DSP Builder 的一般设计流程
本次毕业设计只需要使用MATLAB搭建基于DSP Builder的数字调制解调器的仿真研究,并完成仿真系统的调试与性能分析即可,并无硬件上的要求。
1.2 数字调制解调器的发展及应用
调制解调器,是一种计算机硬件,它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号,而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收,并译成计算机可懂的语言。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。所谓调制,就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号;解调,即把模拟信号转换成数字信号,合称调制解调器。
调制解调器的英文是MODEM,它的作用是模拟信号和数字信号的“翻译员”。电子信号分两种,一种是"模拟信号",一种是"数字信号"。我们使用的电话线路传输的是模拟信号,而PC机之间传输的是数字信号。所以当你想通过电话线把自己的电脑连入Internet时,就必须使用调制解调器来"翻译"两种不同的信号。连入Internet后,当PC机向Internet发送信息时,由于电话线传输的是模拟信号,所以必须要用调制解调器来把数字信号"翻译"成模拟信号,才能传送到Internet上,这个过程叫做"调制"。当PC机从Internet获取信息时,由于通过电话线从Internet传来的信息都是模拟信号,所以PC机想要看懂它们,还必须借助调制解调器这个“翻译”,这个过程叫作“解调”。总的来说就称为“调制解调”。
数字通信中至关重要的内容之一是数据传输。所谓数据传输是指信息在某种物理媒介上的移动。两地或局域间进行数据传输需要有传输信道。作为数据传输所使用的信道,是建立在一定的传输媒介之上的,而且必然是直接利用已有的信道资源,目前,存在着两种不同的传输信道,即模拟信道与数字信道,前者传输连续的模拟信号,后者传输离散的数字信号。信道是数据传输的基础。因此,世界各国均对信道给予特殊重视。
60年代初,随着计算机应用的日益广泛,利用已有信道开展数据通信所必须的调制解调器也应运而生。当时调制解调器均采用分立元件,速率为300bps,600bps,1200bps的低速异步方式,设备体积庞大、笨重,功能比较简单,接口线不全,接口线相互控制关系不规范等。进入80年代来,国外LSI和数字信号处理技术的飞跃发展,调制解调器已实现了小型化和智能化,一个话路的数据速度已高达14.4K和19.2Kbps。1994年9月后,国际电报电话咨询委员会(原CCIT,现改为ITU)发不了V.34建议,使话路数据速率已高达28.8Kbps,各主要厂商已纷纷推出这类调制解调器的产品。为便于调制解调器发展的标准化和规范化,国际电联(ITU)记过多年的辛勤工作,逐步完善了相关的V系列建议,对调制解调器的系列做了详尽的建议。目前,世界上所有调制解调器的生产商,均遵照V系列所提出建议中的规定。
1.3 数字调制解调工作原理
计算机内的信息是由“0”和“1”组成数字信号,而在电话线上传递的却只能是模拟电信号。于是,当两台计算机要通过电话线进行数据传输时,就需要一个设备负责数模的转换。这个数模转换器就是Modem。计算机在发送数据时,先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号,这个过程称为“调制”。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前,也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号,这个过程称为“解调”。正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程,从而实现了两台计算机之间的远程通讯。
信源来的基带信号对载波波形有关参量进行控制,使受控参量随基带信号的变化而变化,就可以实现通常所说的调制过程。由于正弦信号形式简单,便于产生和接收,所以大多数通信系统均选择正弦信号作为载波;而正弦信号的幅度、频度和相位三个参量均可携带信息,从而能够构成调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种基本调制方式,进而还可派生出其他调制方式。
通常,有模拟调制和数字调制之分,从原理上两者并无不同,模拟调制是对载波信号的参量进行连续地估值;而数字调制却是使用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息,在接收端则对载波信号的离散调制参量进行检测。因此,数字调制信号也称键控信号,并形成振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)三种基本调制方式。
数字调制还可根据已调信号的频谱结构不同而分为线性调制和非线性调制。线性调制的已调信号频谱结构和基带信号的频谱结构相同,不出现新的频率成分,仅仅在频率轴上搬移了一个位置;而非线性调制的已调信号频谱结构和基带信号的频谱不同,出现了新的频率成分,并非简单的频率搬移。振幅键控(ASK)属于线性调制,而频移键控(FSK)和相移键控(PSK)则属于非线性调制。
调制信号是二进制数字基带信号时,这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中,载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。相应的调制方式有二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)和二进制相移键控(2PSK)。
1.4 本文所研究的内容
数字调制解调技术是现代通信的一个重要的内容,在数字通信系统中,由于基带数字信号包含了丰富的低频部分,如果要远距离传输时,必须对数字信号进行载波调制,使基带信号的功率频谱搬移的较高的载波频率上,这就称为数字调制。
课题的主要任务是学习数字调制解调器的基础理论,学习使用MATLAB搭建数字调制解调器的仿真环境,研究DSP Builder在数字调制解调器中的应用,并完成MATLAB的仿真研究。
本文主要内容如下:
第一章介绍了DSP Builder 的特点及应用,数字调制解调器的发展、应用及基本原理。
第二章介绍了基于DSP Builder的FSK数字调制解调器研究。
第三章介绍了基于DSP Builder的PSK数字调制解调器研究。
第四章介绍了基于DSP Builder的ASK数字调制解调器研究。
第五章对全文的工作进行了总结,以及此次毕业设计的心得体会,并对工作中尚待改进和完善的地方进行了展望。
第2章 基于DSP Builder的FSK数字调制解调器 研究
2.1 FSK调制解调器的原理
2.1.1 FSK调制原理
FSK是利用数字信号去调制载波的频率,是信息传输较早的一种的传输方式。他的优点是实现起来容易,抗噪声与抗衰减的性能较好,在中低速中得到广泛应用。
FSK又称频移键控,他是利用二进制数字基带信号对载波频率进行变换来传递数字信息,在发送端产生不同频率的载波,传“0”信号时,发送频率为f1的载波;传“1信号”时,发送频率为f2的载波。在接收端把发送的不同频率的载波还原成相应的数字基带信号。其2FSK信号的典型时域数字表达式为:
(2.1)
这里的 , , 是 的反码, 和 的取值可以表示为:
, (2.2)
二进制移频键控信号可以看成是两个不同的载波ASK信号之和,2FSK信号还可以表示为:
(2.3)
2FSK调制的方法一般有3种:
(1)模拟调频法
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑,转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/467.html