课程设计--2FSK调制解调系统设计与仿真

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1、 电子信息系统仿真课程设计 2009 级 电子信息工程 专业 班级 题 目 2FSK 调制解调系统设计与仿真 姓 名 学号 指导教师 王 王. 二一 一 年 十二 月 六 日 内 容 摘 要 本文主要是利用MATLAB7.0来实现2FSK 数字调制解调系统的 设计。对数字通信系统主要原理和技术进行研究，理解 2FSK 系统调 制解调的基本过程和相关知识，该设计模块包含信源调制、发送滤波 器模块、信道、接受滤波器模块、解调以及信宿，并未各个模块进行 相应的参数设置。在此基础上熟悉 MATLAB 的功能及操作，最后通 过观察仿真图形进行波形分析及系统的性能评价。 关键词 2FSK ；MATLAB

2、；调制解调 ；系统性能 ；误码率 一、一、MATLAB 软件简介软件简介 MATLAB 是目前国际上流行的进行科学研究、 工程计算的软件。 它起源于矩阵运算，并已经发展成为一种高度集成的计算机语言。 MATLAB 具有强大的数学运算能力、方便实用的绘图功能及语言的 高度集成性。除具备卓越的数值计算能力之外，它还提供了专业水平 的符号计算、文字处理、可视化建模仿真、实时控制等功能。 在通信领域 MATLAB 更是优势明显，因为通信领域中很多问题 是研究系统性能的，传统的方法只有构建一个实验系统， 采用各种方 法进行测量，才能得到所需的数据， 这样不仅需要花费大量的资金用 于实验系统的构建，而且系

3、统构建周期长， 系统参数的调整也十分困 难。 而 MATLAB 的出现使得通信系统的仿真能够用计算机模拟实现， 免去构建实验系统的不便，而且操作十分简便，只需要输入不同的参 数就能得到不同情况下系统的性能， 而且在结构的观测和数据的存储 方面也比传统的方式有很多优势。因而 MATLAB 在通信仿真领域得 到越来越多的应用。 二、二、理论分析理论分析 2FSK信号的产生信号的产生： 2FSK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信 息。例如，1 码用频率 f1 来传输，0 码用频率 f2 来传输，而其振幅 和初始相位不变。故其表示式为 )cos()()cos( )()( 2 _ 12ns n

4、nn n snFSK tnTtgatnTtgats 式中，假设码元的初始相位分别为 n 和 n ； 11 2f 和 22 2f 为 两个不同的码元的角频率；幅度为 A 为一常数，表示码元的包络为 矩形脉冲。 2FSK 信号的产生方法有两种： 模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。 键控法，用数字基带信号 )(tg 及其反 )(tg 相分别控制两个开关门电路， 以此对两个载波发生器进行选通。 这两种方法产生的 2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异， 即由调频器产生的 2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的， 而键 控法产生的 2FSK 信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同

5、频 率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。 1011 0 01 t ak s1(t) cos(w1t+n) s2(t) s1(t) cos(w1t+n) cos(w2t+n) s2(t) cos(w2t+n) 2FSK信 号 t t t t t t 2FSK的解调方式的解调方式 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 f1、f2 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， 最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽 样脉冲， 最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。其原理图如下 图所示： 输入 带通滤波器 F1包络检波器 带

6、通滤波器 F2包络检波器 抽样脉冲 抽样判决器 非相干方式原理图 输出 相干解调 根据已调信号由两个载波 f1、f2 调制而成，则先用两个分别对 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。原理图如下： 输入 带通滤波器 F1 带通滤波器 F2 cos2 f1t 相乘器低通滤波器 低通滤波器 抽样脉冲抽样判决器 输出 cos2 f2t 相乘器 相干方式原理图 三、三、Matlab 实现：实现： 生成生成 2FSK 的程序如下的程序如下 源程序代码： clear all close all i=10;%基带信号码元数 j=5000; a=round(rand(1,i);%产生随机序列 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