资料介绍
该数据采集与传输系统以89C51 及89C2051 为核心,由数据采集模块、调制解调模块、interwetten与威廉的赔率体系 信道、测试码发生器、噪声模拟器、结果显示模块等构成。在本方案中仅使用通用元器件就较好的实现了题目要求的各项指标。其中调制解调模块、噪声模拟器分别采用单片机和可编程逻辑器件实现。本数据采集与传输系统既可对8 路数据进行轮检,也可设置为对一路数据单独监控。本系统硬件设计应用了EDA工具,软件设计采用了模块化的编程方法。传输码元速率为16kHz~48kHz 的二进制数据流。另外,还使用了“1”:“01”、“0”:“10”的Manchester 编码方法使数据流的数据位减少,从而提高传输速率。
首先,我们分析一下信道与信噪比情况。本题中码元传输速率为16k 波特,而信号被限定在30k~50kHz 的范围内,属于典型的窄带高速率数字通信。而信噪比情况相对较好。这是因为信号带宽仅为20kHz,而噪声近似为0~43kHz( 1/Ts X45%)的窄带白噪声,这样即使在信号和噪声幅度比值为1:1 的情况下,带内的噪声功率仍然比较小,所以系统具有较高的信噪比。
方案一:
常用的数字调制系统有:ASK、FSK、PSK 等。其中FSK 具有较强的抗干扰能力,但其要求的的带宽最宽,频带利用率最低,所以首先排除。ASK 理论上虽然可行,但在本题目中,由于一个码元内只包括约两个周期的载波,所以采用包络检波法难以解调,也不可行。另外,对于本题目,还可以考虑采用基带编码的方法进行传输,如HDB3 码,但这种编码方法其抗干扰能力较差,因此也不太适合。
方案二:
PSK调制方式具有较强的抗干扰能力,同时其调制带宽相对也比较窄,因此我们考虑采用这种调制方式。为了简化系统,在实际实现时,我们采用了方波作为载波的PSK 调制方式。当要求的数据传输速率较低(≤24kbps)时,对原始数据处理的方法如下:
“1”用“1010”(0 相位两个周期的方波)表示;
“0”用“0101”(π相位两个周期的方波)表示。
上述调制方法能传输的最大码元速率为24kbps,当要求的数据传输速率大于24kbps 时,对原始数据处理的方法如下:
“1”用“10”(0 相位一个周期的方波)表示;
“0”用“01”(π相位一个周期的方波)表示。
同时我们为了避免PSK 调制方式复杂的载波提取电路的设计,在具体设计时采用了异步传输和软件解调相结合的解调方法,即:首先利用异步传输的起始位,确定数据的初始相位,避免了PSK 解调时相位的随机性;然后利用简单的软件判决进行数据的解调。这样做有以下优点:
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