基于MATLAB的2FSK调制及仿真

1、百度文阵好好学习.天天向上现代通传仿真技术大作业掖告题61:基于Matlab的2FSK调制与仿真 作者处名：专业班级：2011级通信工程学 号：指导老师：对 间：20132014学年第一学期百度文阵好好学习.天天向上基于MATLAB的2FSK调制及仿真摘要现代通信仿真技术是对设讣的通信系统进行模拟仿真的一门科学技术，以提 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。现代通 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 Si mu link是实现通信仿真的重要技术手段。MATLAB是商业，用于开发、数据可视化、数据分

2、析以及的高级技术计算 语言和交互式环境，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

3、形验证所设计电路的正确性。本文通过分别用MatlabSimulink、System view设讣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Matlabs Si mu link以及System view软件的使用方法 和设计方法。-#百度文阵好好学习.天天向上目 录摘 要1一、数字调制2FSK原理 31、数字调制2FSK原理 32、数字调制2FSK的解调方法4二、Simulink 实现 2FSK 调制51、仿真原理图52、参数设置和仿真结果5三、用System view实现2FSK调制与解调统通 61、调制原理与解调原

4、理62、仿真图与结果7四、用Mat lab程序实现2FSK的调制91、详细设计过程92、程序源代码93、仿真结果图11五、总结12一、数字调制2FSK原理1、数字调制2FSK原理数字频率调制乂称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。 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 制载波的频率。2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1,而符号“0”对应于载 频f2 （与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬 间完成的。其表达式为：e2FSKt、= 典型波形如下图所示。山图可见,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

5、的时域表达式又可以写成：5咏（0 =工0詁（一口）皿（© + 4）+ 工色曲7；）心（旳+久）cos(r2t+q>n)s l(t) cos(wlt+0n>ZVWs2(t) cos(«r2t+(pn)2FSK 筒一Alak1 0 1 1 () 0 1s 1(1)1 1 1 1 1 1s2(t)1111>tex 何什呵 > 1-5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”来对应于载频口，而“0”用来对应于另一相载 频W2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不 同

6、的独立的频率源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们、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 Acosoyt)百度文阵好好学习.天天向上二、Simulink 实现 2FSK 调制1、仿真原理图2FSK调制仿真系统原理图2、参数设置I和仿真结果7本设计

7、产生2FSK信号的方法采用的是键控法。正弦波发生器0正眩波发生器1开关设置:示波器设置:百度文库-好好学习，天天向上-13仿真结果图如下:&E3 PPP= 梅分析：图中第4个波形为2FSK信号波形，本次设讣产生2FSK波形的方法为键控法，所 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"1”，高频 代表码元“0”。三、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

8、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己调信号之和。原理框图:基带信号a（n）AcOS(6?'t) 申 Sfsk(t)Sfsk(t)倒相门二Acos(st)（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)原理框图 0J LP |t解调信号c T>Sfsk(t)相干载波 Acost)»冋相干载波Acos(ty2t)2、仿真图与结果 用Systemview软件建立仿真电路

9、如下:元件参数配置Token 0基带信号PN序歹ij（频率=500H乙电平=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=1OOOHZ）Token 15,16模拟低通滤波器Token 9,10,19观察点-分析窗3、用单刀双掷开关控制完成调制仿真波形图如下:四、用Mat lab程序实现2FSK的调制1、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mat lab库函数产生10个

10、二进制随机数，也就是我们的基波调制 信号茲并画出其波形。2) 产生两列余弦波tufl和tuf2,频率分别为fl=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d去调制fl和f2,产生2fsk信号，具体做法是用以a 生成的方波信号gid直接与tufl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mat lab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 alli=10;%基带信号码元个数j=5

11、000;a=round (rand (1 z i) ) ; %产生随机序歹M百度文库好好学习.天天向上 t=linspace (0,5Z j);fl=10;%载波1频率f2=5;%载波2频率fm=i/5;%基带信号频率Bl=2*fl;%载波1带宽B2=2*f2;%载波2带宽stl=t;for n=l:10if a (n)<1;for m=j/i*(n-l)+l:j/i*nstl(m)=0;endelsefor m=j/i*(n-l)+l:j/i*nstl(m)=1;endendendst2=t;for n=l:j;if stl (n)>=1;st2 (n)=0;elsest2(n)

12、=1;endend;figure (1);subplot(411);plot (tz stl);title ( 1丿£带信号1 )；15百度文阵好好学习.天天向上axis (0,5,-1,2)； subplot (412);plot (tf st2);title C基带信号反码，)；axis(0,5,-1,2)；sl=cos(2*pi*fl*t); s2=cos(2*pi*f2*t); subplot(413) plot (si);title ( *载波信号11 );subplot (414), plot (s2);title ( *载波信号2 1 );Fl=stl.*sl; %加入

13、载波 1F2=st2.*s2;% 加入载波 2figure (2); subplot (311);plot(tfFl); title ( 1sl*stl1); subplot(312);plot(t,F2)； title(fs2*st2f);e_fsk=Fl+F2; subplot(313);plot(tz e_fsk);title(T2FSK信号 f );3、仿真结果图Re Edf ST:“ -：(U W ®4rZ- DH ata0511522533 54455五、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

14、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Si mu link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山此引 起的波形失真。

15、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。 参数的设置直接影响到波形是否失真的情况。开始的时候，山于对此过程理解的 不够好，波形有较明显的失真，但是经过修改，比较，反复多次，最后输出较为 理想的波形。最后，就是对课设的整理完善工作，以及按照课设报告的要求来编写报告册。 此工作进行的比较顺利，还起到了进一步疏理知识的作用，使需要掌握的知识更 加的清晰有条理性。这次课程设计，我个人感觉有较大的收获。一是学习态度认真性的体现，只 有抱着认真严谨的态度才能干好任何一件事。二是学期末的课程设计，对与本学 期所学知识的整理，总结以及巩固起到不可忽视的作用，更提高了我们的学习积 极性。在没有做课程设讣以前觉得课程设讣只是对所学知识的单纯总结，但是通过 这次做课程设讣发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的 一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。在此要感谢我们的指导老