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FSK调制解调实验 一、实验任务 利用卷积编码、FSK调制和前导码等技术构建通信系统，学习发射机结构，实现发射机代码，完成卷积编码、FSK调制；学习其接收机结构，实现接收机代码，完成接收信号的滤波、FSK解调、定时同步和卷积码译码。通过该FSK系统实验，进一步认识通信系统的结构及其处理流程，同时掌握FSK调制解调方法。 二、实验基本原理 2.1 发射机结构 FSK通信系统发射机图1所示，具体步骤如下： 图 1 发射机结构 （1）随机信源比特从指定数据文件中读取。 （2）对二进制序列进行卷积编码，编码器参数是[171,133]，编码约束长度是7，编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。 （3）在编码比特之前插入前导码，前导码由16个固定比特组成，用于接收机的定时同步。 （4）进行FSK调制。 （5）最后将信号送往发射电路发射。 2.2 接收机结构 DPSK通信系统接收机如图2所示，具体步骤如下 图 2 接收机结构 （1）首先对来自接收电路的信号的载波1和载波2进行滤波。 （2）对两路滤波输出的幅度相减。 （3）通过搜索前导码，确定第一个数据码元的时间位置。 （4）对解调信号进行抽样，得到码元抽样序列。 （5）送入卷积码译码器译码，得到接收比特序列，译码采用matlab函数vitdec，译码结果要去掉6个尾比特。 2.3 关键信号 SendBit：发送的信源比特序列 SendSig： FSK已调信号 RecvFskDemod：FSK解调信号 RecvCorr：前导码相关搜索结果 RecvSymbolSampled：码元抽样 RecvBit：恢复的数据比特 2.4 关键参数 系统参数（不可更改）： Fs = 200kHz，系统采样率 Rs = 10k码元/秒，码元速率 SigLen = 200k，发射信号SendSig的采样点数 信道参数： Amax = 1，最大信号幅度 Pmax = pi，最大相位偏差 Fmax = 128，最大频率偏差，单位Hz Tmax = 0.005，最大时间偏差，单位秒 SNR = -3，信噪比 三、模块设计与实现 3.1 发射机模块 1、随机信源比特从指定数据文件中读取，加载信源比特，获取其长度。 2、对二进制序列进行卷积编码，编码器参数是[171,133]，编码约束长度是7，编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。 3、在编码比特之前插入Preamble头部（前导码），前导码由16个固定比特组成，用于接收机的定时同步。合成新信号。 4、进行FSK调制。 3.2 接收机模块 1、设置滤波器。 2、对来自接收电路的信号的载波1和载波2进行滤波，对两路滤波输出的幅度相减。 3、通过搜索前导码，确定第一个数据码元的时间位置。利用相关性计算,相关计算结果为RecvCorr，其最大值对应的就是前导码位置找到最大值对应的i,即找到第1个前导码位置，为maxnumber。 4、对解调信号进行抽样，得到码元抽样序列。 5、送入卷积码译码器译码，得到接收比特序列，译码采用matlab函数vitdec，译码结果要去掉6个尾比特。 四、实验系统搭建和调试 1、设定系统参数和信道参数 2、上述发射机8步按顺序连接 [SendBit,SendSig,MsgLen] = FskSysTx(Fs, Rs, SFile, SigLen); 3、搭建信道 if run_type==0 [RecvSig, ChannelParameter ] = FskSysChannel(SendSig,Fs,Amax,Pmax,Fmax,Tmax,SNR); else [RecvSig] = XSRP_RFLoopback(SendSig); end 4、接收机 [RecvFskDemod,RecvCorr,RecvSymbolSampled,RecvBit]= = FskSysRx(Fs,Rs,MsgLen,RecvSig); 5、设定结果观察 统计误码率、打印波形 五、实验数据 1、系统参数和信道参数设置，具体意义见标注： 2、结果数据观察 SendBit：数据源比特，RecvBit：译码比特，二者对比，即待发送的信息与解码出的信息的对比。abs(RecvBit-SendBit)为接收发送比特错误，恒为0时说明误码率为0，解码无误，实验结果正确。 六、USRP实验结果记录 发射机前面板： 发射机程序框图： 接收机前面板： 接收机程序框图： abs(Recvbit-Sendbit)图像： 七、实验结论 误码率曲线恒为0，是一条直线，表示接收结果与数据源载入的比特流完全一致，实验成功。