成都理工大学通信原理课设——基于labview的数字带通传输系统设计
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labview的通信原理课程实验设计
LabVIEW通讯原理课程实验设计旨在通过LabVIEW,帮助学生更好地理解数字通信的基本原理。
实验的本质是使用LabVIEW对标准的数字通信系统进行模拟,以检测其行为特性。
这些特性包括信号处理、信道模型和数据传输等。
实验有助于学生更深入地理解数字通信的基本原理和应用知识。
LabVIEW通讯原理实验大致分为三个部分。
首先,要掌握LabVIEW各种功能,学习如何使用它来模拟数字通信系统,理解一些基本概念,例如基带,脉冲编码调制(PCM),归一化差分码,误码检测和纠错等。
其次,要学会如何搭建模拟通信系统,具体来说,就是要掌握如何在LabVIEW中实现想法,实现发送信号,建立信道,模拟星座图等。
最后,要对检测到的信号进行分析,以了解实际结果是否与理论相符,然后根据结果调节信道和参数,来达到最佳模拟效果。
LabVIEW通讯原理实验设计可以帮助学生学习应用技术,有助于增强学生的实际工程能力。
此外,实验也有助于学生了解LabVIEW的技术原理,从而熟悉LabVIEW的软件工具,有助于学生在未来的工作中灵活运用LabVIEW。
labview通信课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解LabVIEW在通信领域的应用,掌握LabVIEW编程的基本原理和操作方法。
2. 学习并掌握使用LabVIEW进行数据采集、信号处理和通信协议的实现。
3. 掌握LabVIEW中常用的通信模块,如串行通信、网络通信等,并能应用于实际通信系统设计。
技能目标:1. 能够运用LabVIEW设计简单的通信系统,实现数据的发送与接收。
2. 培养学生动手实践能力,通过实际操作完成通信系统的搭建与调试。
3. 提高学生问题分析能力,使其能够针对通信过程中的问题进行有效解决。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信技术领域的兴趣,激发学生主动学习和探索精神。
2. 培养学生团队协作意识,使其在项目实践中学会与他人沟通、合作。
3. 引导学生关注通信技术在现实生活中的应用,认识到技术发展对社会的重要性。
本课程旨在结合学生的年级特点和知识背景,通过LabVIEW通信课程设计,使学生在掌握通信原理的基础上,运用LabVIEW软件实现通信系统的设计与实践。
课程注重理论知识与实践操作的相结合,培养学生具备实际通信项目的设计与实施能力。
通过本课程的学习,期望学生能够达到上述具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. LabVIEW基本原理:介绍LabVIEW软件的编程环境、数据流编程概念、虚拟仪器的构建方法。
- 教材章节:第1章 LabVIEW概述与基本原理- 内容列举:LabVIEW界面与操作,数据流编程,虚拟仪器设计。
2. 数据采集与信号处理:学习使用LabVIEW进行数据采集、信号处理的基础知识。
- 教材章节:第2章 数据采集与信号处理- 内容列举:数据采集卡的使用,信号处理算法实现,滤波器设计。
3. 通信协议与实现:介绍串行通信、网络通信等协议,并通过LabVIEW实现通信过程。
- 教材章节:第3章 通信协议与实现- 内容列举:串行通信协议,TCP/IP网络通信,LabVIEW通信模块应用。
通信原理labview通信原理是指在通信系统中,通过发送和接收信息来实现信息传递的一种原理。
通信原理的核心是信号的传输和处理。
在通信系统中,首先需要将要传输的信息转换为电信号或光信号等能够传输的信号形式。
在传输过程中,信号会受到各种噪声和干扰的影响,因此需要进行调制和编码来增强信号的传输质量。
最后,接受端会解调和解码接收到的信号,还原出原始信息。
LabVIEW是一种图形化的编程语言,广泛应用于各个工程领域,包括通信原理的实验和仿真。
在通信原理实验中,LabVIEW可以用于以下方面:1. 信号生成和处理:通过LabVIEW可以生成各种通信信号,例如调幅信号、调频信号等。
同时,还可以对接收到的信号进行滤波、去噪等处理,提高信号的质量。
2. 调制和解调:LabVIEW提供了多种模块和工具箱,可以实现各种类型的调制和解调,例如频移键控调制(FSK)、相位键控调制(PSK)等。
通过LabVIEW 可以实现在通信链路中的调制过程,并对接收到的信号进行解调还原。
3. 编码和解码:在通信系统中,为了提高信息的可靠性和传输效率,通常会采用编码技术对信息进行编码和解码。
通过LabVIEW可以实现各种编码技术,例如差分编码、汉明编码等。
4. 信道建模和信道估计:在通信系统中,信道的特性对信号的传输具有重要的影响。
LabVIEW可以用于信道建模和信道估计,通过对信道特性进行建模和估计,可以提供更准确的信号传输参数,从而提高信号的传输质量。
5. 误码性能分析:通信系统中,误码性能是衡量系统性能的重要指标之一。
通过LabVIEW可以进行误码性能分析,包括误码率的测量和性能曲线的绘制等。
总之,LabVIEW在通信原理实验中提供了强大的功能和工具,可以帮助学生和研究人员理解和实践通信原理的基本原理和技术。
通过LabVIEW的可视化编程界面,可以直观地了解信号的传输和处理过程,提高学习效果和实验研究的效率。
同时,LabVIEW还可以与其他硬件设备和软件平台进行集成,进一步扩展实验的功能和应用范围。
通信原理课程设计labview一、课程目标知识目标:1. 理解通信原理的基本概念,掌握信号的时域和频域分析方法;2. 学会使用LabVIEW软件进行信号发生、信号处理和信号接收等操作;3. 掌握调制解调技术的基本原理,了解不同调制解调方式的优缺点;4. 了解通信系统中的噪声及其对通信质量的影响。
技能目标:1. 能够运用LabVIEW软件设计和搭建简单的通信系统模型;2. 能够运用调制解调技术对信号进行处理,实现信号的传输和接收;3. 能够分析通信系统中的噪声,并提出相应的抗噪声措施;4. 能够通过实际操作,验证通信原理中的相关理论。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信原理的兴趣,激发他们探索科学技术的热情;2. 培养学生的团队合作精神,使他们学会在团队中分工协作;3. 培养学生的创新意识,鼓励他们勇于尝试,不断优化设计方案;4. 培养学生严谨、求实的科学态度,使他们养成良好的学术素养。
本课程旨在通过LabVIEW软件的实践操作,帮助学生深入理解通信原理,并培养他们在通信领域的基本技能和实际应用能力。
课程针对高年级学生的知识水平和认知特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
同时,课程强调情感态度价值观的培养,使学生形成积极向上、勇于创新的人生态度。
通过具体的学习成果分解,教师可以更好地进行教学设计和评估,确保课程目标的实现。
文档\n\n一、课程目标\n\n知识目标:\n1. 理解通信原理的基本概念,掌握信号的时域和频域分析方法;\n2. 学会使用LabVIEW软件进行信号发生、信号处理和信号接收等操作;\n3. 掌握调制解调技术的基本原理,了解不同调制解调方式的优缺点;\n4. 了解通信系统中的噪声及其对通信质量的影响。
\n\n 技能目标:\n1. 能够运用LabVIEW软件设计和搭建简单的通信系统模型;\n2. 能够运用调制解调技术对信号进行处理,实现信号的传输和接收;\n3. 能够分析通信系统中的噪声,并提出相应的抗噪声措施;\n4. 能够通过实际操作,验证通信原理中的相关理论。
摘要在当今高度信息化时代,通信对人们的生活方式、经济发展、政治、军事等方面产生了重要而深远的影响。
通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统。
与模拟通信系统相比,数字通信系统具有抗干扰能力强、差错可控、数字处理灵活等优点,并且得到了广泛应用。
本文基于LabVIEW软件强大的信号处理功能对数字频带传输系统中的二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)调制解调器系统进行模拟仿真,简单介绍二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)调制解调原理,详细说明基于LabVIEW软件设计二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)调制解调的过程,并给出程序框图和运行结果,最后对二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)的抗噪声性能进行比较。
关键词:通信;LabVIEW;数字通信系统;模拟仿真;目录第1章导论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究容 (1)第2章LabVIEW概述 (2)2.1 LabVIEW简介 (2)2.2 LabVIEW的特点 (2)第3章二进制数字频带传输系统 (4)3.1 二进制振幅键控(2ASK) (4)3.2 二进制频移键控(2FSK) (6)第4章基于LabVIEW的2ASK仿真 (10)4.1 仿真设计容 (10)4.2 2ASK仿真 (10)4.3 总体界面 (13)第5章基于LabVIEW的2FSK仿真 (15)5.1 仿真设计容 (15)5.2 2FSK仿真 (15)5.3 总体界面 (18)第6章2ASK与2FSK仿真结果比较 (19)参考文献 (21)第1章导论1.1 研究背景通信技术的发展推动了人类社会的飞速进步,随着通信系统性能越来越强,其构成也越来越复杂,成本也随之上升。
为了满足缩短开发周期、降低成本的要求,需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具来实现通信系统强大性能。
这些功能强大的仿真软件,使得通信系统仿真的设计与分析过程变得相对直观和便捷,由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
《基于LabVIEW并行通信的数据采集与处理系统研究》篇一一、引言在现代工业和科学研究领域,数据采集与处理系统在实现高效率、高精度的数据处理过程中扮演着重要的角色。
其中,基于LabVIEW的数据采集与处理系统因其实时性强、编程简便和灵活性高等优点而受到广泛关注。
本研究旨在探讨基于LabVIEW并行通信的数据采集与处理系统的设计与实现,以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、系统设计2.1 硬件设计本系统采用模块化设计,主要包括数据采集模块、信号处理模块、通信模块等。
数据采集模块负责实时获取传感器或设备的原始数据;信号处理模块对原始数据进行预处理和特征提取;通信模块则负责将处理后的数据传输至上位机进行进一步处理。
2.2 软件设计软件部分采用LabVIEW作为开发平台,通过编写虚拟仪器(VI)实现数据的采集、处理和通信功能。
LabVIEW具有强大的图形化编程能力,可以方便地实现数据的实时监控和远程控制。
三、并行通信技术3.1 并行通信原理并行通信是指多个数据位同时进行传输的通信方式,具有传输速度快、实时性强的优点。
本系统采用基于多线程技术的并行通信方案,通过将数据采集、信号处理和通信等任务分配给不同的线程,实现并行处理,提高系统的整体性能。
3.2 并行通信实现在LabVIEW中,通过使用多线程技术和生产者-消费者模式,可以实现并行通信。
具体而言,将数据采集、信号处理和通信等任务分配给不同的线程,并使用队列等数据结构实现线程间的数据交换。
此外,还需要对线程的优先级、同步等问题进行合理的设计和控制,以确保系统的稳定性和可靠性。
四、数据采集与处理4.1 数据采集数据采集是本系统的关键环节之一。
通过传感器或设备获取原始数据后,需要进行滤波、去噪等预处理操作,以提取出有用的信息。
在LabVIEW中,可以使用NI DAQmx等函数库实现数据的实时采集和监控。
4.2 数据处理数据处理是本系统的核心环节。
通过对原始数据进行特征提取、统计分析等操作,可以获得更加有用的信息。
成都理工大学通信原理实验报告第一次实验:基带传输系统实验实验内容:1.α=0升余弦滤波成形信号观察(1)准备工作:将数字调制解调模块中的KG01选择在下端测试数据位置,KG02设置成3级m序状态,数据时钟选择开关置于1-2状态,KG04置于α=0升余弦滤波状态。
KP01置于1-2状态。
(2)以发送时钟做同步,观察发送信号的波形。
观察多零点抖动与眼皮厚度。
(3)用KG02输入不同的测试数据,观察TPi03的信号要从信号。
总结信号特征并解释原因。
2.α=1,α=0.4,α=0.4开根号升余弦滤波的眼图观察(1)准备工作:除KG04外,其余同步骤1.KG04设置成α=1,α=0.4,α=0.4开根号升余弦滤波状态。
(2)以发送时钟做同步,观察发送信号的波形。
观察多零点抖动与眼皮厚度,记录TPM02,TPM03波形。
(3)用KG02输入不同的测试数据,观察TPi03的信号。
记录TPM02,TPM03波形,总结信号的特征并解释原因。
眼图的观察方法:用一个示波器跨越在抽样判决器的输入端,然后调整示波器水平周期使其接收码元的周期同步实验结果见彩印图片第二次实验:FSK调制解调实验实验步骤:1.FSK信号传号频率与空号频率的测量(1)准备工作:将选择开关KG03置于右端,将FSK调制解调模块中的跳线开关KE01,KE02均置于右端,KG01放置在测试位置(2)TPE02是已调FSK波形,通过开关KG02选择全1码输入数据信号,观测TPE02的信号波形,测量其基带信号周期和频率----传号频率(3)通过开关KG02选择全0码输入数据信号,观测TPE02信号波形,测量其基带信号周期和频率----空号频率。
将测量结果与1码比较2.FSK调制基带信号观测(1)准备:同实验步骤1(2)通过开关KG02选择0/1码输入数据信号,TPM02是发送数据信号,TPE02是已调FSK 波形。
并以TPM02作为同步信号,观测TPM02与TPE02点波形应有明确的信号对应关系3.锁相环特性观察(1)准备:与步骤1不同之处是将KE02置于1-2端,这样接收的信号来源于外部测试信号(2)用信号源加入TTl方波测试信号。
通信原理systemview课程设计一、教学目标本课程旨在通过SystemView软件的使用,让学生掌握通信原理的基本知识和应用技能。
通过本课程的学习,学生将能够理解通信系统的基本模型和原理,掌握SystemView软件的使用方法,分析通信系统的性能,并能够设计简单的通信系统。
1.理解通信系统的基本概念和模型。
2.掌握SystemView软件的基本使用方法。
3.理解通信系统的性能分析方法。
4.能够使用SystemView软件搭建通信系统模型。
5.能够对通信系统的性能进行分析和评估。
6.能够设计简单的通信系统。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和解决问题的能力。
2.培养学生的团队合作精神和沟通协调能力。
3.培养学生的自主学习能力和终身学习的观念。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括通信系统的基本概念和模型,SystemView软件的使用方法,以及通信系统的性能分析方法。
1.通信系统的基本概念和模型:介绍通信系统的基本概念,如信号、信道、噪声等,以及通信系统的模型,如发送器模型、接收器模型等。
2.SystemView软件的使用方法:介绍SystemView软件的基本界面和操作方法,如创建模型、添加组件、设置参数等。
3.通信系统的性能分析方法:介绍通信系统的性能分析方法,如信号传输的稳定性、误码率分析等。
三、教学方法本课程将采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法相结合的方式进行教学。
1.讲授法:通过教师的讲解,让学生理解通信系统的基本概念和原理。
2.案例分析法:通过分析实际案例,让学生理解通信系统的应用和性能分析方法。
3.实验法:通过SystemView软件的实验,让学生掌握通信系统的性能分析和设计方法。
四、教学资源本课程的教学资源主要包括教材、SystemView软件、多媒体资料和实验设备。
1.教材:选用《通信原理》教材,作为学生学习的基本参考资料。
2.SystemView软件:SystemView软件作为通信原理的仿真工具,用于学生的实验和练习。
本科生实验报告实验课程数字信号处理学院名称信息科学与技术学院专业名称物联网工程学生姓名曹林鑫学生学号201413060301指导教师罗耀耀实验地点6B607实验成绩二〇一六年十月——二〇一六年十二月实验一熟悉Matlab环境一、实验目的1.熟悉MATLAB的主要操作命令。
2.学会简单的矩阵输入和数据读写。
3.掌握简单的绘图命令。
4.用MATLAB编程并学会创建函数。
5.观察离散系统的频率响应。
二、实验内容(1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。
输入A=[1 2 3 4],B=[3 4 5 6],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。
clear all;a=[1 2 3 4];b=[3 4 5 6];c=a+b;d=a-b;e=a.*b;f=a./b;g=a.^b;n=1:4;subplot(4,2,1);stem(n,a);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A');subplot(4,2,2);stem(n,b);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B');subplot(4,2,3);stem(n,c);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C');subplot(4,2,4);stem(n,d);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D');subplot(4,2,5);stem(n,e);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E');subplot(4,2,6);stem(n,f);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F');subplot(4,2,7);stem(n,g);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G');(2)用MATLAB实现下列序列:1) x(n)=0.8n0≤n≤152) x(n)=e(0.2+3j)n0≤n≤153) x(n)=3cos(0.125πn+0.2π)+2sin(0.25πn+0.1π) 0≤n≤154) 将3)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x16(n)=x(n+16),绘出四个周期。
青岛农业大学理学与信息科学学院通信原理课程报告设计题目2DPSK调制与解调系统的仿真学生专业班级电子信息工程学生姓名(学号)指导教师完成时间 2009年6月12日实习(设计)地点信息楼1122011年6月12日2DPSK调制与解调系统的仿真一、课程设计目的本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。
通过这次课程设计,使同学认识和理解通信系统,掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。
要求学生掌握通信原理的基本知识,运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。
能够根据设计任务的具体要求,掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。
对一个实际课题的软件设计有基本了解,拓展知识面,激发在此领域中继续学习和研究的兴趣,为学习后续课程做准备。
二、课程设计内容设计了差分编码移相键控(2DPSK)调制解调系统的工作流程图,并利用Matlab 软件对该系统的动态进行了模拟仿真。
利用仿真的结果,从基带信号的波形图可以衡量数字信号的传输质量;由系统的输入和输出波形图可以看出,仿真实验良好。
2DPSK调制解调系统的仿真设计,为以后进一步研究基于Matlab的通信实验仿真系统奠定了坚实的基础。
关键词:调制解调差分移相编码仿真设计三、设计原理(1) 2DPSK信号原理1.1 2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差,并规定:Φ=0表示0码,Φ=π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的,在接收端只能采用相干解调,它的时域波形图如图2.1所示。
图1.1 2DPSK 信号在这种绝对移相方式中,发送端是采用某一个相位作为基准,所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。
如果基准相位发生变化,则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。
摘要在当今高度信息化时代,通信对人们的生活方式、经济发展、政治、军事等方面产生了重要而深远的影响。
通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统。
与模拟通信系统相比,数字通信系统具有抗干扰能力强、差错可控、数字处理灵活等优点,并且得到了广泛应用。
本文基于LabVIEW软件强大的信号处理功能对数字频带传输系统中的二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)调制解调器系统进行模拟仿真,简单介绍二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)调制解调原理,详细说明基于LabVIEW 软件设计二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)调制解调的过程,并给出程序框图和运行结果,最后对二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)的抗噪声性能进行比较。
关键词:通信;LabVIEW;数字通信系统;模拟仿真;目录第1章导论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究内容 (1)第2章LabVIEW概述 (2)2.1 LabVIEW简介 (2)2.2 LabVIEW的特点 (2)第3章二进制数字频带传输系统 (3)3.1 二进制振幅键控(2ASK) (3)3.2 二进制频移键控(2FSK) (5)第4章基于LabVIEW的2ASK仿真 (8)4.1 仿真设计内容 (8)4.2 2ASK仿真 (8)4.3 总体界面 (10)第5章基于LabVIEW的2FSK仿真 (12)5.1 仿真设计内容 (12)5.2 2FSK仿真 (12)5.3 总体界面 (15)第6章2ASK与2FSK仿真结果比较 (16)参考文献 (18)第1章导论1.1 研究背景通信技术的发展推动了人类社会的飞速进步,随着通信系统性能越来越强,其构成也越来越复杂,成本也随之上升。
为了满足缩短开发周期、降低成本的要求,需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具来实现通信系统强大性能。
这些功能强大的仿真软件,使得通信系统仿真的设计与分析过程变得相对直观和便捷,由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性,有助于我们更好的研究通信系统性能。
LabVIEW是分析通信系统常用的工具之一。
LabVIEW有可以完成任何编程的庞大函数库。
LabVIEW的函数库包括数据采集、串口控制、数据分析、数据显示、数据存储等。
本文主要采用基于LabVIEW的一套完整的通信系统常用模块化子程序,设计了数字频带传输系统,并进行了相关仿真。
1.2 研究内容本文主要研究二进制数字频带传输系统,利用LabVIEW仿真了2ASK与2FSK的信号时间波形和功率谱密度,分析了频谱特性和带宽,并根据设计的调制解调原理框图仿真了它们的调制解调波形,最后对2ASK与2FSK的抗噪声性能进行了比较,分析了影响数字频带传输系统性能的因素。
1第2章LabVIEW概述2.1 LabVIEW简介LabVIEW是一种图形化的编程语言,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
图形化的程序语言,又称为“G”语言。
使用这种语言编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图。
它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念。
因此,LabVIEW 是一个面向最终用户的工具。
利用LabVIEW可产生独立运行的可执行文件,它是一个真正的32位编译器。
像许多重要的软件一样,LabVIEW 提供了Windows、UNIX的多种版本。
与其他常见的编程语言相比,它最大的特点就在于它是一种图形化编程语言。
也就是说,我们在用LabVIEW编程时,面对的不是高度抽象的文本语言,而是图形化的方式。
而文本语言和图形化语言也就相当于DOS系统和Windows系统。
2.2 LabVIEW的特点(1)直观、易学易用用G语言编写程序,产生的程序时框图形式,用框图代替了传统的程序代码。
(2)通用的编程系统LabVIEW有一个可完成任何编程任务的庞大的函数库。
该函数库包括数据采集、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。
LabVIEW也有传统的程序调试工具,如设置断点、单步执行等,便于程序的调试。
LabVIEW的动态连续跟踪方式,可以连续、动态地观察程序中的数据及其变化情况,比其他语言开发环境更方便、有效。
(3)模块化LabVIEW中使用的基本节点和函数等就是一个个小的模块,可以直接使用;另外,由LabVIEW编写的程序——即虚拟仪器模块(Virtrual INSTRUMENT,VI),除了作为独立程序运行外,还可作为另一个虚拟仪器模块的子模块(即子VI)供其他模块程序使用。
23第3章 二进制数字频带传输系统3.1 二进制振幅键控(2ASK )3.1.1 2ASK 原理振幅键控是利用二进制信号来对载波幅度进行调制,而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”和“1”。
一种常用的也是最简单的二进制振幅键控方式称为通-断键控(OOK ),2ASK 信号的一般表达式为:e 2ASK (t)=s(t)cosωc t (1)其中s(t)=∑a n n g(t −nT s ) (2)T s 为码元持续时间;式中∑a n n g(t −nT s )为二进制序列,g(t)为持续时间为T s 高度为1的矩形脉冲。
由于a n ={1 概率为P 0 概率1-P (3) 故2ASK 信号可以表示为e 2ASK ={COS ωC t 概率为P 0 概率为1-P (4) 信号的时间波形如图3—1所示。
t tt 图 3-1 2ASK 信号的时间波形2ASK 载波 二进制信号43.1.2 2ASK 调制原理2ASK 的调制方法分为模拟调制法和键控法。
利用模拟调制法如图3-2所示:用乘法器实现二进制数字信号与载波信号的结合,最后得到调制信号。
2ASK 的另一种调制方式称为键控法,主要是利用开关电路 s (t )控制开关“闭”“合”从而实现载波的“有”“无”。
具体实现方式如图3-3所示。
3.1.3 2ASK 调制原理2ASK 的基本解调方法有两种:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),非相干解调避免了调制器与解调器之间需要同步的问题,而相干解调需要产生一个与载波同频同相的波形。
非相干解调方式系统组成方框图如图3—4所示。
图 3-2 2ASK 模拟相乘法原理框图 图 3-3 2ASK 数字键控法原理框图 cos ωc te 2ASK (t) 乘法器 二进制序列s(t)开关电路S(t)cos ωc t e 2ASK (t)图3-4 2ASK非相干解调方式原理框图2ASK的相干解调原理如图3—5所示。
图3-5 2ASK相干解调方式原理框图3.2 二进制频移键控(2FSK)3.2.1 2FSK原理二进制频移键控(2FSK)利用载波的频率来传递数字信息。
在2FSK中,载波频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。
e2FSK={A cos(w1t+φn)发送“1”时A cos(w2+φn)发送“0”时(5)若二进制基带信号的“1”符号对应于载波频率f1,“0”符号对应于载波频率f2,则二进制频移键控信号的表达式为:e2FSK(t)=[∑a n g(t−nT s)n ]cos(w1t+φn)+[∑a n̅̅̅g(t−nT s)n]cos(w2+θn)(6)其中 g(t)是持续时间为T s高度为1的矩形脉冲,a n与a n̅̅̅互为反码。
当a n为1 时a n̅̅̅为0,当a n为0时a n̅̅̅为1。
a n={1概率为P0 概率为1-P(7)定时脉冲输出e2ASK(t)带通滤波器全波整流器抽样判决器低通滤波器定时脉冲输出e2ASK(t)带通滤波器乘法器抽样判决器低通滤波器cosωc t56a n ̅̅̅={1 概率为P 0 概率为1-P (8)φn 与θn 分别为第n 个信号的初始相位,在2FSK 中φn 与θn 不携带任何信息,通常情况下可令其为零。
其波形如图3-6所示。
图 3-6 2FSK 信号的时间波形 3.2.2 2FSK 调制原理 2FSK 信号的产生方法主要有两种。
一种可以用模拟调频电路来实现;另一种可以用键控法来实现。
键控法主要是由二进制序列控制开关电路对两个不同频率的载波进行选通,使之达到在一个码元T s 时间内输出频率为 f1或者f2的载波。
如图3-7所示,这个过程也可以看做是不同载波频率的 2ASK 信号的相加。
图 3-7 键控法产生2FSK 信号的原理框s 1(t)cos ω1ts 2(t)cos ω2t1 1 2FSK 信号 0基带信号 输出振荡器f1 振荡器f2 选通开关反相器 选通开关相加器73.2.3 2FSK 解调原理由于2FSK 可以看成是两个不同频率的2ASK 的叠加,于是2FSK 的解调方式与2ASK 相似,即2FSK 解调方式有:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)。
其原理就是将2FSK 信号分解成两路信号分别通过不同频率的带通滤波器,再经过包络检波或者相干解调、抽样判决来恢复原有的二进制信号。
其相干解调原理图如图3-8所示,相干解调如图3-9所示。
除了这两种解调方式,2FSK 还有鉴频法、过零检测法等。
图 3-8 2FSK 非相干解调原理框图图 3-9 2FSK 相干解调原理e 2FSK (t)带通滤波器W1带通滤波器W2 包络检波器 包络检波器 定时脉冲 抽样判决器 输出输出 cos ω1tcos ω2te 2FSK (t) 带通滤波器W1带通滤波器W2 乘法器 乘法器定时脉冲 抽样判决器第4章基于LabVIEW的2ASK仿真4.1 仿真设计内容在2ASK信号的仿真过程中,先将调制解调过程分为一个个小模块,再将各个模块整合为一个整体。
各个模块分别为信号调制模块(含二进制信号产生模块、信号调制模块、载波信号产生模块)、信道加噪模块、信号解调模块、输出。
利用LabVIEW设计这些模块,最后产生2ASK调制解调波形图。
4.2 2ASK仿真4.2.1 产生输入信号与调制信号此过程主要完成二进制序列、载波的产生,以及形成2ASK信号。
首先,创建二进制序列,命名为“产生子序列VI”。
其程序图如图4-1所示,前面板如图4-2所示.图4-1 产生子序列原理框图图4-2 产生子序列前面板8其次,还需要产生载波。
载波产生程序图如下图4-3所示,前面板如图4-4所示。
图4-3 载波子序列原理框图图4-4 载波子序列前面板4.2.2 信道加噪实际通信传输系统中存在噪声,为了更好的模拟仿真2ASK信号,需要在信道中加入高斯白噪声。
原理图如图4-5所示。