根据MATLAB的2FSK调制及仿真

1、弋&东交通大学现代通信仿真技术大作业报告题目 作者姓名 专业班级 学 号 指导老师 时 间基于 Matlab的2FSK调制与仿真2011级通信工程20132014学年第一学期基于MATLAB 的2FSK调制及仿真现代通信仿真技术是对设计的通信系统进行模拟仿真的一门科学技术，以提现代通升系统的可用性。通信系统是用于完成信息传输过程的技术系统的总称。 信系统分为无线通信和有线通信，它在各个领域发挥越来越重要的作用。MATLAB和System viewv Simulink是实现通信仿真的重要技术手段。MATLAB是商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数 值计算的高级技术计算语

2、言和交互式环境， 主要包括MATLAB和Simulink两大 部分。利用它们可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合通信系统和各种多速 率系统，也可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。它是一个强有力的动态系统分析工具，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系 统、信号处理系统和控制系统的仿真分析。System View是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具，它实 现了功能的软件化，避开了复杂的硬件搭建，在不具备先进仪器的条件下同样也 能完成复杂的通信系统设计与仿真本文利用System view软件设计模拟调制和解调电路，通过分析其输入输出波形验证所设计电路的正确性。

3、本文通过分别用 Matlab、Simulink、System view设计2FSK调制与解调的仿 真，深入了解数字频率调制2FSK的基本原理，掌握用现代通信仿真技术对解调与调制的实现，深刻理解 Matlab、Simulink以及System view软件的使用方法 和设计方法。摘 要 数字调制2FSK原理1、数字调制2FSK原理2、数字调制2FSK的解调方法Simuli nk 实现2FSK调制、仿真原理图 、参数设置和仿真结果用System view 实现2FSK调制与解调统通 、调制原理与解调原理、仿真图与结果四、用Matlab程序实现2FSK的调制、详细设计过程、程序源代码、仿真结果图11

4、五、总结12、数字调制2FSK原理2FSK。1、数字调制2FSK原理数字频率调制又称频移键控（FSK ）,二进制频移键控记作数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控f1，而符号“（对应于载f1与f2之间的改变是瞬制载波的频率。2FSK信号便是符号 “ 1对应于载频频f2 （与 f1不同的另一载频）的已调波形，而且间完成的。其表达式为:Acos(e2FSK (t) Acos(1t2t典型波形如下图所示。由图可见,2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。因此 2FSK信号的时域表达式又可以写成:S2FSK(t)ang(t nT；)cos(tn) ang(t nT

5、s) cos( 2tn)naks1(t)s2(t)cos (w1 t+ 0 )AAAAAAA/W »cos (w2 t+ © n)XX XXXX XX71s1(t) COS(w1t+ 0ns 2 (t) cos (w2 t+ © n)2 FSK信号数字调制2FSK原理框图2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息 序列。可以用二进制“1 ”来对应于载频f1，而“ 0”用来对应于另一相载频w2的已调波形, 同的独立的频率源而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不w1、f2进行选择通。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图:2、数字

6、调制2FSK的解调原理2FSK的解调方式有两种：相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可其原理如下：载波 AcOS032（t）Simulink实现2FSK调制1、仿真原理图'i'e Ldi: *2， iiiTkjIflBOfii formal l©oSi 1? puintiirled *-D|QQ 吕-1 1 lQ 0 佃叱Tik二J

7、国幽囹越ft E方曝Rflidy2FSK调制仿真系统原理图2、参数设置和仿真结果本设计产生2FSK信号的方法采用的是键控法。正弦波发生器1正弦波发生器0iourtt &fck Pardrrwtef. 5ine V/jw- MT oavt - *>L - :Fteoiejor *tlx£：*Jfc+J c； aCTxl isnr：4b - Puk E4uL« K：:.ad / Li-nSi：'XIIT aS* cf fir-： ciLd c = Ffcjxv * c jm-z-l '.：-rt £TuL±btxM liliK-

8、 tT»e C5 niWjLiLa DTatCds tut za zuint*E :x Z-irc h hMi- l«. 4 ri h .» kd *«!«、 li*H ' VLC.IU.Jh th* LKrz-LHnbLiad lx-i t h zf na«=xl prHLu 1 亠 t-a Tirudni* foe A:” - i_ a*却 He 汀 dbcLur.- CLt?：j c<w.Aardq_y-r' "i r bdl -开关设置:SLif tm TJit butdi-PM r怔； r-P

9、* ILP.-»tLZn 切Dimpir-iiirjiJ LX1*1* “rpriTE vdLirr p口BUf* |示波器设置I - -T - -二_B 'Sfope*百亡rci* I St，峠放f¥cLl.kitinuTsTHr * Elxc-ldNjmtMr qf 9?;: 4-和斗ng wrqjr；«c-l7i V irti ZjV Inacio :DTortio-ziin? anbaiica卒-； IdAt =L Mi Jni>i Lltd"mrlngKil 口Fijrichon Block Pardincters： Swirch

10、仿真结果图如下:分析：图中第4个波形为2FSK信号波形，本次设计产生2FSK波形的方法为键控法， 所1 ”，咼频以其产生的波形相邻码元之间的相位不连续，由图中可以看出，低频代表码元“代表码元“ 0 ”。、用System view实现2FSK调制与解调统通1、调制原理与解调原理图FSK是用数字基带信号去调制载波的频率。因为数字信号的电平是离散的，所以，载波频率的变化也是离散的。在本实验中，二进制基带信号是用正负电平表示。对于 2FSK,载波频率随着调制信号1或-1而变，1对应于载波频率Fi, -1对应于载频F2。(1)调制部分：用数字信号去调制载波的频率。且2FSK可以看作是两个不同载频的ASK

11、已调信号之和。原理框图:门一基带信号a(n)*0Acos( It)申 Sfsk(t)Sfsk(t)T倒相彳门二Acos( 21)(2)解调部分：2FSK信号可看成是两个载频不同的ASK信号，有相干和非相干两种解调方式。这里采用相干方式。(LP指低通滤波器)解调信号相干载波Acos( 2t)2、仿真图与结果用Systemview软件建立仿真电路如下:SystemViewSnik SIIIIIIIlflB II I |f |j I| / I IIIr l IIII_丁. .L _ _ -rX 一 _ _ _ _ _ . 1 -' ' ,' ' 0rrH rrrB r

12、vBBria:Di： E画3-erm/ """ > 4 I * IrIIIIlliInPIIIjTIf-fIIFl II I RSIhpIIIIIIII:Fr ，I1 TIIII LuHpiinpHH-i*lnP > npVr*BrBi ；I .HI IIIHbBI II IHaS I I .HI I -' L J. 占 .1. -I- 4I 兰 IIn IIETTI I IIIIIIINIIII 11 I 1 III LrIII IIIIII Iyzli If /lII IggnI°IIIII IIIIIIIInIII013 lSe

13、 aystemView Sink 1 SfQQ Z 83 l5e-3Snk 10-5COG-3Sp匕 EVier*JLET7嘟w-_ ；: : 4a=ro un d(ra nd(1,i);%产生随机序列<iT iifi fiAB元件参数配置Token 0基带信号-PN序列（频率=500HZ,电平=2Level,0偏移）Token 2,18反相器；Token 1,3半波整流器（门限=0V）;Token 4,5,13,14 乘法器；Token 8,17加法器;Token 6,7,11,12载波-正弦波(6,11=500HZ;7,12=1000HZ)Toke n 15,16模拟低通滤波器Tok

14、en 9,10,19观察点-分析窗3、用单刀双掷开关控制完成调制! an!SystomiView Sink 4十(MeQ少心 402 SOM仿真波形图如下:R Ebb 5rr.*V7i *厂八2四、Matlab1、详细设计过程（1）、信号产生：二进制随机序列和两列频率不等的载波1）利用matlab库函数产生10个二进制随机数，也就是我们的基波调制 信号a。并画出其波形。2）产生两列余弦波tuf1和tuf2，频率分别为f1=20hz,f2=100hz ;并画 出其波形。（2）、信号调制：产生2FSK信号和加入高斯噪声后的2FSK信号1）用二进制序列a去调制f1和f2，产生2fsk信号，具体做法是

15、用以a 生成的方波信号g1a直接与tuf1相乘，用a取反后的方波g2a与tuf2相乘, 再将两列信号相加。并画出其波形。2）调用matlab库函数产生高斯噪声no,并与2fsk信号相加得到加入噪 声后的sn信号。并画出其波形。2、程序源代码clear allclose all i=10; %基带信号码元个数 j=5000;t=linspace(0,5,j);f1=10; %载波 1 频率f2=5; %载波 2频率fm=i/5;%基带信号频率B1=2*f1;%载波1带宽B2=2*f2;%载波2带宽%产%生%基%带%信%号%st1=t;for n=1:10if a(n)<1;for m=j/

16、i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;endelsefor m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;endendendst2=t;%基%带%信%号%求%反%for n=1:j;if st1(n)>=1; st2(n)=0;elsest2(n)=1;endend ; figure(1); subplot(411); plot(t,st1);title(' 基带信号 ' );axis(0,5,-1,2); subplot(412); plot(t,st2);title(' 基带信号反码 ' );axis(0,5,-1,2);%载%

17、波%信%号%s1=cos(2*pi*f1*t);s2=cos(2*pi*f2*t); subplot(413) plot(s1);title(' 载波信号 1' );subplot(414),plot(s2);title(' 载波信号 2' );%调%制%F1=st1.*s1;%加入载波1F2=st2.*s2;%加入载波2figure(2); subplot(311);plot(t,F1);title( 's1*st1' subplot(312); plot(t,F2);title( 's2*st2' e_fsk=F1+F2; s

18、ubplot(313); plot(t,e_fsk);););title('2FSK 信号 ' );3、仿真结果图gJMl二I j J “ k 八© 4 -工 J =- S 口五、总结这次的课程设计给我很大的收获，使我对 Matlab、Simulink、System View 操作系统的基本知识有了初步的认识，并在实践中对所学习的基本知识和原理方 法有了进一步的深化，和形象具体的理解。首先，我对Simulink和System View仿真系统进行了了解和学习，在短时间 内对其操作有了较为熟练的掌握。通过认真老师给的System View系统的参考资 料,在学会AM,DSB,FM,的调制与解调原理基础上，我能够较为顺利的建立好仿 真数字调制2FSK的模型图。其次，能够把调制解调的理论原理较好的在仿真系统中体现出来， 加以理解 和运用，这样更加深了我对课本所学只是的理解， 更具形象和生动性， 具体并容 易理解。但是，操作过程中也出现了一些问题。 主要是对一些参数的设置以及由此引 起的波形失真。例如对载波频率的设置， 对滤波器参数的设置以及增益设置等等。 参数的设置直