基于MATLAB的2FSK调制系统的设计1.docVIP

课程设计报告 题 目：基于MATLAB的2FSK调制系统的设计 基于MATLAB的2FSK调制系统的设计 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 1学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证。 2通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。 3.用MATLAB7.0 设计一种2FSK数字调制解调系统。 1.2 课程设计的要求 用MATLAB7.0进行仿真设计,本次是设计一个2FSK数字调制解调系统。其中包括: （1）设计方案分析及系统原理图。 （2）2FSK已调信号的解调方法及原理图。 2.课程设计的研究基础 2.1数字通信系统的基本模型 从消息传输角度看,该系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换.通常前一种交换由发收端设备完成.而后一种交换则由调制和解调完成 图1 数字通信系统模型 2.2 2FSK调制解调基本原理 在二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化,则产生二进制移频键控信号(2FSK信号).二进制移频键控信号的时间波形如图 所示,图中波形g可分解为波形e和波形f,即二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1,0符号对应于载波频率f2,则二进制移频键控信号的时域表达式为 （1-1） （1-2 （1- 3） 图2 二进制移频键控信号的时间波形由图 2可看出,bn是an的反码,即若an=1,则bn=0, 若an=0,则bn=1,于是bn=，θn和分别代表第n个信号码元的初始相位.在二进制移频键控信号中,和θn不携信息,通常可令和θn为零因此,二进制移频键控信号的时域表达式可简化（1-4）二进制移频键控信号的产生,可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控。 3 2FSK调制解调系统方案设计 3.1 方案提出 12FSK数字系统的调制方法。 (1)数字键控法实现二进制移频键控信号,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，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的独立的频率源w1、f2进行选择通。如下原理图： 图3 数字键控法实现二进制移频键控信号(2)模拟法即用数字基带信号作为调制信号进行调频，如下原理图： 图4 模拟法调制 22FSK数字系统的解调方法 2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式.下面我们将详细的介绍（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： 图5非相干解调（2）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：图6 相干解调 3.2 方案比较 1.2FSK的调制方式 使用键控法产生2FSK信号，即由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，这样的相邻码元之间相位不一定连续，本系统采用调频法。 2. 2FSK的解调方式 相干解调在大多数情况下解调结果要好，本系统采用相干解调。4 2FSK调制解调系统设计 4.1各单元模块功能介绍及电路设计调制模块：把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号 图7调制模块解调模块：模拟信号转换成数字信号 图8解制模块 4.2 电路参数的计算及元器件的选择 正弦载波f 1是幅度为2频率为5Hz采样周期为0.002的信号。 设置依据：实际上载波的频率应该很高，但这里为了调制时便于波形的对比观察，故设为5HZ。f2=10Hz的设置同理 本设计中滤波器据选择的是Analog Filter Design,选用的均是巴尔沃斯滤波器，至于低通和带通的区别只要把参数设置好就可以了,噪声选择的是高斯白噪声AWEN channel。同时选用了5个示波器scope，四个载波sine wave，四个相乘器product，以及relational operator，移相器unit delay和加法器等。 4.3系统整体电路图