2FSK調(diào)制解調(diào)通信原理課程設(shè)計

1、課程設(shè)計報課程名稱：通信系統(tǒng)課程設(shè)計設(shè)計名稱：2FSK調(diào)制解調(diào)仿真實現(xiàn)姓 名：學(xué)號：班 級：指導(dǎo)教師： 起止日期:課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：設(shè)計名稱：2FSK調(diào)制解調(diào)仿真實現(xiàn)起止日期：指導(dǎo)教師：要求：MATLAB編程實現(xiàn)2FSK的調(diào)制解調(diào)。要求仿真輸出：基帶信號、2FSK信號和疊加噪聲后的2FSK信號波形、解調(diào)器各點的信號波形課程設(shè)計學(xué)生日志時間設(shè)計內(nèi)容查看設(shè)計題目， 進行復(fù)習(xí)對現(xiàn)代通信原理和數(shù)子信號處理的相關(guān)內(nèi)容在已有知識的基礎(chǔ)上、查閱資料，設(shè)計出總體實現(xiàn)方案編與、調(diào)試程序，并結(jié)合理論驗證程序的止確性基于理論知識和實踐結(jié)果寫課程設(shè)計報告答辯課程設(shè)計考勤表周星期一星期二星期三星期

2、四星期五課程設(shè)計評語表指導(dǎo)教師評語:成績：指導(dǎo)教師:2FSK的調(diào)制解調(diào)仿真實現(xiàn)設(shè)計目的和意義1、熟練地掌握 matlab 在數(shù)字通信工程方面的應(yīng)用。2、了解信號處理系統(tǒng)的設(shè)計方法和步驟。3、理解2FSK調(diào)制解調(diào)的具體實現(xiàn)方法，加深對理論的理 解，并實現(xiàn)2FSK的調(diào)制解調(diào)，畫出各個階段的波形。4、學(xué)習(xí)信號調(diào)制與解調(diào)的相關(guān)知識。5、通過編程、調(diào)試掌握 matlab 軟件的一些應(yīng)用，掌握 2FSK 調(diào)制解調(diào)的方法，激發(fā)學(xué)習(xí)和研究的興趣；設(shè)計原理1. 2FSK介紹：數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控（FSK，二進制頻移鍵控記作2FSK.數(shù)字頻移鍵控是用載波的頻率來傳送數(shù)字消息，即用所傳 送的數(shù)字消息控制載波的頻

3、率。2FSK信號便是符號“1”對應(yīng)于載頻fl，而符號“ 0”對應(yīng)于載頻f2 （與fl不同的另一載頻）的 已調(diào)波形，而且 f1 與 f2 之間的改變是瞬間完成的。其表達式為：A cos( 1t n ) e2FSK (t) Acos( 2t n )典型波形如下圖所示。由圖可見 ,2FSK 信號可以看作兩個不同載頻的ASK信號的疊加。因此2FSK信號的時域表達式又可以寫成:S2FSK(t) ang(t nT；)cos( itnn) ang(t nT；)cos( 2tn)naksi (t)10 1 1 0 0 1ts2(t)tcos (w1 t+ 0n /、八丿 八 tcos (w2 t+ $ n)z

4、ws1(t) co s(w1t+ ens 2 (t) cos (w21+ $ n)t2 FSK信號圖1原理框圖2. 2FSK調(diào)制原理2FSK調(diào)制就是使用兩個不同的頻率的載波信號來傳輸一個二 進制信息序列?？梢杂枚M制“1”來對應(yīng)于載頻f1，而“ 0”用來對應(yīng)于另一相載頻 w2的已調(diào)波形，而這個可以用受矩形脈沖序 列控制的開關(guān)電路對兩個不同的獨立的頻率源w1、f2進行選擇通。本次課程設(shè)計采用的是前面一種方法。如下原理圖：圖2 調(diào)制原理框圖3. 2FSK解調(diào)原理2FSK的解調(diào)方式有兩種：相干解調(diào)方式和非相干解調(diào)方式，本次課程設(shè)計采用的是相干解調(diào)方式。根據(jù)已調(diào)信號由兩個載波 fl、f2調(diào)制而成，相干

5、解調(diào)先用兩個分別對fl、f2帶通的濾波器對已調(diào)信號進行濾波，然后再分別將濾波后的信號與相應(yīng)的載 波fl、f2相乘進行相干解調(diào)，再分別低通濾波、用抽樣信號進行 抽樣判決器即可其原理如下：載波 Acoso）2（t）圖 3 相干解調(diào)原理框圖三、詳細設(shè)計步驟1信號產(chǎn)生：二進制隨機序列和兩列頻率不等的載波1）利用 matlab 庫函數(shù)產(chǎn)生 10 個二進制隨機數(shù)，也就是我們 的基波調(diào)制信號a。并畫出其波形。2）產(chǎn) 生 兩 列 余 弦 波 tuf1 和 tuf2 ， 頻 率 分 別 為 f1=20hz,f2=100hz ；并畫出其波形。2. 信號調(diào)制：產(chǎn)生2FSK信號和加入高斯噪聲后的2FSK信號1）用二進

6、制序列a去調(diào)制fl和f2，產(chǎn)生2fsk信號，具體做 法是用以a生成的方波信號g1a直接與tufl相乘，用a取反后的 方波 g2a 與 tuf2 相乘，再將兩列信號相加。并畫出其波形。2）調(diào)用matlab庫函數(shù)產(chǎn)生高斯噪聲no,并與2fsk信號相加 得到加入噪聲后的 sn 信號。并畫出其波形。3. 解調(diào)1）對于兩列讓sn通過兩個帶通濾波器 H1和H2,他們分別以 f1 和 f2 為中心頻率,并畫出經(jīng)過帶通濾波器后的波形。2）對這兩列波形分別相干解調(diào)乘以與他們同頻同相的余弦波 tuf1 和 tff2 ,畫出此時的波形。3）讓這兩列波形再通過低通濾波器 sw1和sw2得到這兩列基帶 調(diào)制波形g1a和

7、g2a.畫出其波形。4）最后將兩列波g1a和g2a通過抽樣判決器，畫出其波形st， 并與之前調(diào)制后的波形 sn 做對比。四、設(shè)計結(jié)果及分析1信號產(chǎn)生波形 figure(1)1 cS 1 B- -B I 9 IC B a 電J p * B !r -r . r i3 rg嚴(yán)0.5 II il11 tal .1 Mil U“l(fā)lill ！ II,llI理-0123456739二進制隨機序列頻率為鬥的余弦液inBH012345673910圖 4 figure(1)figure分析：第一幅圖現(xiàn)實了此時產(chǎn)生的二進制序列是 11, 第二和第三幅圖片是頻率為20hz的載波tufl和頻率為100hz的 載波tu

8、f2的波形。2.信號調(diào)制波形 figure(2)2fsk披形210-1012345678910t圖 5 figure(2)figure(2)分析由于產(chǎn)生的隨即序列是11,對比上面figure2可以看出，波 形較疏的是tufl，波形較密的是tuf2，上圖呈現(xiàn)的序列是：11, 與調(diào)制波相符。3信號解調(diào)1)波形 figure(3)經(jīng)過帶通濾滅器H1方時滅形123-15 S 739 1D經(jīng)過帶i用鴻涯器缶方的洪乖U 40 20=st2(i)st(i)=0;else st(i)=st2(i);end end figure(6) st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);tit

9、le( 經(jīng)過抽樣判決器后的波形 ) % 畫出經(jīng)過抽樣判決的 波形ylabel( 幅度 ) subplot(212);plot(t,sn);title( 原始的波形 )ylabel( 幅度 ) xlabel(t)五、體會通過這次課程設(shè)計， 自己收獲了很多新的知識； 首先讓自己 結(jié)識了 matlab 這個軟件。它不僅能做數(shù)學(xué)上的計算、畫圖，還 內(nèi)置了很多強大的算法和一些集成的工具，女口： FFT,fir ,hamming 等等。而我們在使用 matlab 時只需要調(diào)用簡單的函數(shù)命令就可 以實現(xiàn)很多功能，用 matlab 可以大大簡化很多運算，同時我們 可以將書上的理論知識用 matlab 去仿真和實現(xiàn)。如果讓自己去 實現(xiàn)這些功能，就很難想象了。同時，這次課程設(shè)計讓我對很多理論知識有了更深的了解， 如：怎么用基帶信號去調(diào)制載波， 怎么將書上的理論圖變成程序，設(shè)計出系統(tǒng)等等。 在做這次課程設(shè)計的時候， 為花了很多時間去 查閱 matlab 的相關(guān)知識，他的指令集，他的函數(shù)庫等等，以后 做其他東西的時候也可以用 matlab 來做。六、參考文獻1 程佩青 . 數(shù)字信號處理教程 . 清華大學(xué)出版社 .