2FSK調(diào)制解調(diào)通信原理課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)課程名稱：通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱：2FSK調(diào)制解調(diào)仿真實(shí)現(xiàn)姓 名：學(xué)號(hào)：班 級(jí)：指導(dǎo)教師： 起止日期:課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：設(shè)計(jì)名稱：2FSK調(diào)制解調(diào)仿真實(shí)現(xiàn)起止日期：指導(dǎo)教師：要求：MATLAB編程實(shí)現(xiàn)2FSK的調(diào)制解調(diào)。要求仿真輸出：基帶信號(hào)、2FSK信號(hào)和疊加噪聲后的2FSK信號(hào)波形、解調(diào)器各點(diǎn)的信號(hào)波形課程設(shè)計(jì)學(xué)生日志時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容查看設(shè)計(jì)題目， 進(jìn)行復(fù)習(xí)對(duì)現(xiàn)代通信原理和數(shù)子信號(hào)處理的相關(guān)內(nèi)容在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上、查閱資料，設(shè)計(jì)出總體實(shí)現(xiàn)方案編與、調(diào)試程序，并結(jié)合理論驗(yàn)證程序的止確性基于理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)果寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告答辯課程設(shè)計(jì)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(jì)評(píng)語表指導(dǎo)教師評(píng)語:成績：指導(dǎo)教師:2FSK的調(diào)制解調(diào)仿真實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟。3、理解2FSK調(diào)制解調(diào)的具體實(shí)現(xiàn)方法，加深對(duì)理論的理 解，并實(shí)現(xiàn)2FSK的調(diào)制解調(diào)，畫出各個(gè)階段的波形。4、學(xué)習(xí)信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的相關(guān)知識(shí)。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(jì)原理1. 2FSK介紹：數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控（FSK，二進(jìn)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(hào)便是符號(hào)“1”對(duì)應(yīng)于載頻fl，而符號(hào)“ 0”對(duì)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(dá)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(hào)可以看作兩個(gè)不同載頻的ASK信號(hào)的疊加。因此2FSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)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(hào)圖1原理框圖2. 2FSK調(diào)制原理2FSK調(diào)制就是使用兩個(gè)不同的頻率的載波信號(hào)來傳輸一個(gè)二 進(jìn)制信息序列?？梢杂枚M(jìn)制“1”來對(duì)應(yīng)于載頻f1，而“ 0”用來對(duì)應(yīng)于另一相載頻 w2的已調(diào)波形，而這個(gè)可以用受矩形脈沖序 列控制的開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立的頻率源w1、f2進(jìn)行選擇通。本次課程設(shè)計(jì)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(jì)采用的是相干解調(diào)方式。根據(jù)已調(diào)信號(hào)由兩個(gè)載波 fl、f2調(diào)制而成，相干

5、解調(diào)先用兩個(gè)分別對(duì)fl、f2帶通的濾波器對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行濾波，然后再分別將濾波后的信號(hào)與相應(yīng)的載 波fl、f2相乘進(jìn)行相干解調(diào)，再分別低通濾波、用抽樣信號(hào)進(jìn)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(xì)設(shè)計(jì)步驟1信號(hào)產(chǎn)生：二進(jìn)制隨機(jī)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(gè)二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)，也就是我們 的基波調(diào)制信號(hào)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(hào)調(diào)制：產(chǎn)生2FSK信號(hào)和加入高斯噪聲后的2FSK信號(hào)1）用二進(jìn)

6、制序列a去調(diào)制fl和f2，產(chǎn)生2fsk信號(hào)，具體做 法是用以a生成的方波信號(hào)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(hào)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(hào)相加 得到加入噪聲后的 sn 信號(hào)。并畫出其波形。3. 解調(diào)1）對(duì)于兩列讓sn通過兩個(gè)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(duì)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(shí)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(duì)比。四、設(shè)計(jì)結(jié)果及分析1信號(hào)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(jìn)制隨機(jī)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(shí)了此時(shí)產(chǎn)生的二進(jìn)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(hào)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(duì)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(hào)解調(diào)1)波形 figure(3)經(jīng)過帶通濾滅器H1方時(shí)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(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)， 自己收獲了很多新的知識(shí)； 首先讓自己 結(jié)識(shí)了 matlab 這個(gè)軟件。它不僅能做數(shù)學(xué)上的計(jì)算、畫圖，還 內(nèi)置了很多強(qiáng)大的算法和一些集成的工具，女口： FFT,fir ,hamming 等等。而我們?cè)谑褂?matlab 時(shí)只需要調(diào)用簡單的函數(shù)命令就可 以實(shí)現(xiàn)很多功能，用 matlab 可以大大簡化很多運(yùn)算，同時(shí)我們 可以將書上的理論知識(shí)用 matlab 去仿真和實(shí)現(xiàn)。如果讓自己去 實(shí)現(xiàn)這些功能，就很難想象了。同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)很多理論知識(shí)有了更深的了解， 如：怎么用基帶信號(hào)去調(diào)制載波， 怎么將書上的理論圖變成程序，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)等等。 在做這次課程設(shè)計(jì)的時(shí)候， 為花了很多時(shí)間去 查閱 matlab 的相關(guān)知識(shí)，他的指令集，他的函數(shù)庫等等，以后 做其他東西的時(shí)候也可以用 matlab 來做。六、參考文獻(xiàn)1 程佩青 . 數(shù)字信號(hào)處理教程 . 清華大學(xué)出版社 .