通信原理课程设计--频移键控2FSK系统的设计，建模和计算机仿真分析.docVIP

通信原理课程设计 题 目： 频移键控2FSK系统的设计、建模和计算机仿真分析 院 （系）： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期 ： 目录： 1、概述 2、实验设计与要求 3、原理 4、systemview仿真设计 5、测试 6、性能分析 7、实习心得 8、参考文献 频移键控2FSK系统的设计、 建模与计算机仿真分析 1、概述 数字信号的传输可分为基带传输和带通传输，实际中大多数的信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为基带信号往往具有丰富的低频分量，为了使数字信号能在带同信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道相匹配，这种用基带信号控制载波，把数字基带信号变换成数字带通信号的过程称为数字调制。 在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调，而包括调制和解调的过程数字传输系统叫做数字带通传输系统。通过改变载波幅度，频率，相位来传输数字基带信号，所以带通传输也叫做载波传输，利用数字信号的离散取值特点通过开关键控制载波，，从而实现数字调制，此法通常称为键控法，根据键控的不同，可分为振幅键控，频率键控和相位键控。此课程设计主要分析频移键控2FSK系统的各个特性。 2、实验设计与要求： 为了使基带信号能在带通系统中传输，基带信号需借用载波信号进行载波传输，此实验借助与改变载波的频率变化来代表基带信号的传输，通过调制与解调，在发送端对信号进行载波调制，在接收端对载波信号进行解码恢复出原基带信号。实现基带信号的带通传输。 3、原理： 频移键控2FSK是利用载波的频率变化来传递数字信息，在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1=50HZ和f2=100HZ两个频率点间变化，其表达式为 发送“1”时 发送“0“时 上图为两个不同频率的载波通过基带信号调制后的2FSK信号，二进制基带信号随机产生1和0信号，从而控制载波通过与否，当基带信号为1时，f1=50HZ 通过，当基带信号为0时f2=100HZ通过，1和0 产生的概率分别为P和1-P。 2FSK信号产生的方法可分为两种，一种是通过模拟调频电路来实现，另一种可以采用键控法来实现，，键控法即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对连个不同独立的频率源进行选通，使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。（其原理图如下）通过模拟调频电路来实现的2FSK信号与键控法实现的波形差异在于：由于调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的波形相位连续的，称为连续相位FSK,而键控法产生的2FSK信号，时电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。 基带信号 键控法产生2FSK信号原理图 其对应systemview仿真图为： 调频法2FSK信号 键控法2FSK信号 2FSK信号的频谱图 从上图可以看出键控法2FSK信号波形相位具有不连续性，而调频法的2FSK信号连续。 2FSK信号的常用解调方法时采用下图所示的非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检波法），其解调原理是将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调，然后进行判决，这里的抽样判决是直接比较两路信号的大小，可以不专门设置门限，判决规则应与调制规则相呼应，调试时规定了1符号对应的载波f1，在接受时上支路样值较大，应判为1，否则为0。在解调时，如果抽样判决器输入的时f1=50HZ的载波信号，则将其判决为1，如果抽样判决器输入的是f2=100HZ的载波信号，将其判决为0。 4、systemview模拟仿真： 包络检波仿真设计 解调时带通滤波器的作用时滤出已调信号频带以外的噪声，因此，经过带通滤波器后到达解调器出入端的信号仍是原输入信号的频率部分，即上边路信号频率为50HZ,下边路信号频率为100HZ,在通过包络检波器时，包络检波器是由一个二极管全波整流器和一个低通滤波器组成，载波通过包络检波器后的波形如下： 原载波信号 通过全波整流后的波形 全波整流信号通过低通滤波器后再由抽样判决器即可得到解调