fsk数字传输系统仿真研究.docx

精品名师归纳总结摘 要2FSK 是利用数字基带信号把握载波的频率来传送信息，是数字通信中使用较早的一种调制方式该通信系统主要接受数字信源为输入、交叉编码译码技术、 MP 信道、 2FSK的调制和非相干解调技术本系统第一从模拟信号动身，由于数字通信系统的信源编码部分需对输入模拟信号进行数字化，所以先争论其转换成数字信号的过程接着分析数字信号调制和解调，调制的方法主要是二进制频移键控的解调是调制的逆过程本课程设计利用 MATLAB软件来实现对 2FSK数字调制解调器的仿真与设计 2FSK解调有两种方法，即相干解调法和非相干解调法本课程设计详细阐述了 2FSK 数字调制解调器的实现及系统性能分析通过 MATLAB软件中调试出仿真结果，实现了一串二进制序列的调制与解调仿真，并得到了良好的仿真波形图关 键 词 : 2FSK 相 干 解 调 数 字 传 输 系 统 MATLAB 仿 真可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结目录1 课程设计目的 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 课程设计要求 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 相关学问 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 23.1 课题争论的背景和意义 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..23.2 MATLAB 简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..24 课程设计分析 34.1 2FSK 数字系统的调制原理 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .34.2 2FSK 的解调方式 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .44.2.1 非 相 干 解调⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 44.2.2 相 干 解调⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54.2.3 2FSK 的功率谱和带宽 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.54.3 2FSK 抗噪声性能分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.55 仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯65.1 程序调试 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..66 结果分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯116.1 MATLAB 仿真分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1..1.6.2 系统性能分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1..6.7 参考文献 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..17可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结2FSK 数字传输系统仿真及设计1. 课程设计目的为了同学加深对所学的通信原理的学问懂得，培养同学专业素养，提高利用通信原理学问处理通信系统问题的才能，为今后的专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。

使同学能比较扎实的把握本专业的基础学问和基本理 论，把握数字通信系统及有关设备的分析、开发等基本技能，受到必要工程训练和初步的科学争论方法和实践训练，增强分析和解决问题的才能，明白本通信专业的新进展2. 课程设计要求（1） ）利用通信原理中学习的理论学问，在 Simulik 仿真平台中设计出各种调制与解调系统、基带传输系统、差错把握编解码系统等等，并按题目要求运行、检测系统仿真结果2） ）构建调制电路，并且示波器观看调制前后的信号波形，用频谱分析模块观看调制前后信号频谱的变化3） ）再以调制信号为输入，构建解调电路，用示波器观看调制前后的信号波形，用频谱分析模块观看调制前后信号频谱的变化4） ）在调制与解调电路间加上噪声源，模拟信号在不同信道的传输：用高斯白噪声模拟有线信道，并且分析高斯噪声对信号的影响5） ）要求编写课程设计论文，正确阐述和分析设计和试验结果3. 相关学问3.1 课题争论的背景和意义数字基带信号是低通型信号，其功率谱集中在零频邻近，它可以直接在低通型信道中传输，然而，实际信道很多是带通型的，数字基带信号无法直接通过带通型信道因此，在发送端需要把数字基带信号的频谱搬移到带通信道的可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结通带范畴内，以便信号在带通型信道中传输，这个频谱的搬移过程称为数字调制，相应的，在接受端需要将已调信号搬回来，仍原为基带信号，这个反搬移过程叫数字解调。

本课程设计目的在于熟识 2FSK 调制及相干解调过程，通过Matlab 软件予以仿真测试验证，并作确定的误码分析1866 年利用海底电缆实现了跨大西洋的越洋电报通信 1876 年贝尔制造了, 利用电信号实现了语音信号的有线传递，使信息的传递变的既快速又准确，这标志着模拟通信的开头，由于它比电报更便于沟通使用，所以直到 20 世纪这种接受模拟技术的通信技术比电报的到了更为快速和广泛的进展1937 年瑞威斯制造的脉冲编码调制标志数字通信的开头 20 世纪 60 岁月以后集成电路、电子运算机的显现，使得数字通信快速进展在 70 岁月末在全球进展起来的模拟移动在 90 岁月中期被数字移动所代替，现有的模拟电视也正在被数字电视所代替数字通信的高速率和大容量等各方面的优越性也使人们看到了它的进展前途3.2 MATLAB简介美国 Mathworks 公司于 1967 年推出了矩阵试验室“ Matrix Laboratory ”（缩写为 Matlab ）这就是 Matlab 最早的雏形开发的最早的目的是帮忙学校的老师和同学更好的授课和学习从 Matlab 产生开头，由于其高度的集成性及应用的便利性，在高校中受到了极大的欢迎。

由于它使用便利，能特殊快的实现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的支持，经过一代代人的努力，目前已进展到了 7.X 版本 Matlab 是一种说明性执行语言，具有强大的运算、仿真、绘图等功能由于它使用简洁，扩充方便，特殊是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充 Matlab 的功能，使其成为了巨大的学问宝库可以毫不夸张的说，哪怕是你真正懂得了一个工具箱，那么就是懂得了一门特殊重要的科学学问科研工作者通常可以通过 Matlab 来学习某个领域的科学学问，这就是 Matlab 真正在全世界推广开来的缘由目前的 Matlab 版本已经可以便利的设计漂亮的界面，它可以像 VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时由于有最丰富的函数库（工具箱），所以运算的功能实现也很简洁，进一步受到了科研工作者的欢 迎另外， ,Matlab 和其他高级语言也具有良好的接口，可以便利的实现与其可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结他语言的混合编程，进一步拓宽了 Matlab 的应用潜力可以说， Matlab 已经也很有必要成为高校生的必修课之一，把握这门工具对学习各门学科有特殊重要的推动作用。

4 课程设计分析4.1 2FSK 数字系统的调制原理数字频率调制又称频移键控，记作 FSK二进制频移键控记作 2FSK 2FSK信号的产生方法有两种：(1) 模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频，如图 3-1 所示可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 键控法，用数字基带信号g〔t 〕 及其反g〔t〕 相分别把握两个开关门电路，可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结以此对两个载波发生器进行选通，如图 3-2 所示载波 f12FSK 输出信号载波 f2二进制数据图 3-1 2FSK 模拟法产生原理框图如图 3-1 所示， 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 f 1 ，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把握的开关电路对两个不同的独立的频率源 w1、f 2 进行选择f1~ 门电路 1可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结g 〔t 〕反向器2FSK 信号可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结f2 g〔t 〕~ 门电路 2图 3-2 2FSK 键控法产生原理框图可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结如图 3-2 所示，频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在 2FSK中， 载波的频率随着二进制基带信号在 f 1 和 f 2 两个频率点间变化，频移键控是利用 载波的频移变化来传递数字信息的。

在 2FSK 中，载波的频率随基带信号在 f 1 和 f 2 两个频率点间变化故其表达式为：可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结e2 FSK(t) {Acos〔 1 t n 〕Acos〔 2 t n 〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结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：可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结s2FSK 〔t 〕 [ang〔t nTs〕]cos〔 1tn〕 [_an g〔t nTs 〕]cos〔 2t n 〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结n n4.2 2FSK 的解调方式2FSK的解调方式有两种：相干解调方式和非相干解调方式4.2.1 非相干解调经过调制后的 2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器 f 1、f 2 滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最终将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最终解调出来的信号就是调制前的输入信号 2FSK 信号的包络解调，由于 2FSK 信号可看作是两个2ASK信号之和，所以 2FSK解调器由两个并联的 2FSK解调器组成。

其原理图如图 3-3 所示：带通滤波器 包络检波器可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结输入带通滤波器抽样脉冲包络检波器输出抽样判决器可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结图 3-3 非相干解调原理框图我们取图 3-3 的一部分分析如图 3-4 所示的 2ASK包络解调原理图：可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结s2 FSKn〔t 〕带通 a滤波器包络检波器b 低通滤波器取样 d判决器可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结c位定时可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结4.2.2 相干解调图 3-4 2ASK 包络解调原理框图可编辑资料 -- -- 。