基于MATLAB的FSK调制解调实现完整版
FSK调制解调实验报告
FSK调制解调实验报告实验报告:FSK调制解调引言:FSK (Frequency Shift Keying)调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术,通过改变信号的频率来表示数字信息。
FSK调制解调器在通信系统中起着重要的作用,因此,理解FSK调制解调原理并进行实验验证是非常有意义的。
实验目的:1.理解FSK调制解调原理。
2.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制解调仿真。
3.通过硬件电路搭建进行FSK调制解调实验。
实验原理:FSK解调:FSK解调器将接收到的数字信号转换为模拟信号,并检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。
解调器通过比较两个频率的能量来确定输入信号的频率,然后根据已知的频率对照表将其转换为对应的二进制数字。
实验步骤:1.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制仿真:a.设计一个数据源,例如一个随机生成的二进制序列。
b.将二进制序列转换为FSK调制信号,即将0转换为低频率信号,将1转换为高频率信号。
c.添加噪声以模拟真实通信环境。
d.绘制调制后的信号波形。
2.使用软件进行FSK解调仿真:a.使用接收到的调制信号作为输入信号。
b.设计一个解调器来检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。
c.绘制解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。
3.使用硬件电路进行FSK调制解调测试:a.搭建FSK调制电路,将输入的二进制序列转换为FSK信号。
b.使用示波器观察调制后的信号波形。
c.搭建FSK解调电路,将接收到的调制信号转换为原始的二进制序列。
d.使用示波器观察解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。
实验结果与分析:通过软件仿真可以得到调制后的信号波形,并通过解调获得原始的二进制序列。
这些结果可以与原始输入信号进行比较,以验证FSK调制解调的准确性。
通过硬件电路测试,可以观察到调制后的信号波形以及解调后的信号波形,进一步验证了FSK调制解调的可行性。
结论:通过FSK调制解调实验,我们可以更好地理解FSK调制解调的原理,并通过软件仿真和硬件搭建实验来验证其可行性。
基于MATLAB对FSK信号调制与解调的仿真
基于MATLAB对FSK信号调制与解调的仿真摘要Matlab平台的著名仿真环境Simulink作为一种种专业和功能强大且操作简单的仿真工具,目前已被越来越多的工程技术人员所青睐,它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观,而且已经在各个领域得到了广泛的应用。
本文主要是以simulink为基础平台,对2FSK信号的仿真。
文章第一章内容是对simulink的简单介绍和通信技术的目前发展和未来展望;第二章是对2FSK 信号调制及解调原理的详细说明;第三章是2FSK信号的仿真部分,调制和解调都是simulink建模的的方法,在解调部分各信号都是采用相干解调的方法,而且在解调的过程中都对整个系统的误码率在display模块中有所显示本文的主要目的是对simulink的熟悉和对数字通信理论的更加深化和理解。
关键词:2FSK simulink 调制解调相干解调目录1Simulink的简介与通信技术的历史和发展 (1)1.1 Simulink的简介 (1)1.2 通信技术的历史和发展 (1)1.2.1 通信的概念 (1)1.2.2 数字通信的发展现状和趋势 (1)22FSK的基本原理和实现 (2)3 2FSK调制与解调仿真 (5)3.1 调制仿真 (5)3.2 解调仿真 (9)总结 (12)参考资料 (12)1 Simulink的简介与通信技术的历史和发展1.1 Simulink的简介Simulink包含有SINKS(输出方式)、SOURCE(输入源)、LINEAR(线性环节)、NONLINEAR(非线性环节)、CONNECTIONS(连接与接口)和EXTRA (其他环节)子模型库,而且每个子模型库中包含有相应的功能模,用户也可以定制和创建用户自己的模块。
用Simulink创建的模型可以具有递阶结构,因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。
用户可以从最高级开始观看模型,然后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看其下一级的内容,以此类推,从而可以看到整个模型的细节,帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。
FSK课程设计基于MATLAB来实现调制与解调的仿真
摘要在通信过程中,调制与解调占有十分重要的地位。
假如没有调制与解调技术,就没有通信,没有广播和电视,也没有今天的 BP 寻呼、手持电话、传真、电脑通信及Internet 国际互联网。
本设计是基于MATLAB来实现调制与解调的仿真。
主要设计思想是利用MATLAB这个强大的数学软件工具方便快捷灵活的功能实现模拟调制解调中的幅度调制和角度调制及数字调制解调中的FSK和DPSK的调制解调设计。
首先,先介绍这几种模拟和数字调制解调的产生、频谱、解调等过程及原理,接着就编写相应的m文件先后对模拟调制中的幅度调制和角度调制里面的频率调制的进行仿真,并对仿真得出调试及仿真结果并进行分析。
FM调制的时候是让基带信号去控制振荡电路的频率,AM是用基带信号去控制载波的幅度。
无论哪一种调制方式,采用相干解调的性能优于非相干解调的性能。
而且DPS K可以消除PSK的“倒 ”现象。
DPSK的系统性能要优于FSK系统。
相干系统要求本地载波与发送信号之间保持同步,否则误码率增加。
因此,在高质量的数字通信系统中多采用相干解调,而对抗噪声性能要求不高的就采用较为简单的非相干解调。
关键词:MATLAB、调制解调、FSK目录1 概述 (1)1.1MATLAB软件简介 (1)1.2 FSK简介 (1)1.3课题发展的现状 (2)2 调制解调原理 (3)2.1 频移键控(FSK) (3)2.2 . FSK的数学分析 (3)2.2.1 FSK的时域分析 (3)2.2.3.FSK信号的调制方法 (4)2.2.4.二进制移频键控(2FSK)系统的总误码率 (5)3 调制与解调的MATLAB仿真实现 (7)3.1 FSK的调制解调的实现 (7)3.1.1 FSK调制实现 (7)3.2.2 FSK相干解调实现 (10)4 总结 (11)参考文献 (13)致谢 (14)附录:FSK调制解调程序清单 (15)1 概述1.1MATLAB软件简介MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。
基于MATLAB的FSK调制解调 (1)
基于MATLAB的FSK的实验报告姓1.1实现对FSK的MATLAB仿真.重点研究问题:(1) 对FSK的概念、组成以及性能分析方法有深入的研究;(2) FSK调制与解调的原理及应用MATLAB软件实现仿真的方案.1.2 FSK信号的调制方法移频键控(FSK):用数字调制信号的正负控制载波的频率。
当数字信号的振幅为正时载波频率为f1,当数字信号的振幅为负时载波频率为 f2。
有时也把代表两个以上符号的多进制频率调制称为移频键控。
移频键控能区分通路,但抗干扰能力不如移相键控和差分移相键控。
他的主要调制方法有以下两种:方法一:用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频。
图2-3 2FSK信号的产生(一)方法二:键控法图2-4 2FSK信号的产生(二)键控法是利用矩形脉冲()t b来控制开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。
1.3 FSK解调的方法常见的FSK解调方法有两种:相干解调法与非相干解调法.现在我将对这两种解法。
1.4 设计总思路如下图所示,我将FSK的调制与FSK的解调独立开作为两个子函数,其中FSK调制的输出即可作为FSK解调的输入信号.最后设计一主函数main将两个子函数同时调用完成整个仿真过程。
图3-1 设计总思路图2.1 FSK调制的仿真设计本文主要是对2FSK进行调制,而2FSK可看做是基带信号与载波频率的结合就可.FSK的产生思路参考的是键控法,如图4图3-2 2FSK信号的产生(二)2.2 FSK解调的仿真设计如上图所示的FSK信号的相干检测原理图,FSK信号可以采用两个乘法检测器进行相干检测. 上图中输入信号为2FSK信号加上噪声组成带通滤波器2的设计类似滤波器1,只是更改频率为fc2就可.滤波器设计中使用了切比雪夫滤波器,是因为切比雪夫滤波器通带内有等波纹起伏,截止特性特别好,因此选择了切比雪夫滤波器.[b2, a2]=cheby1(3, .5, 2.5*fc1/fs, 'high'); y2 =filtfilt(b2, a2, y).*sin(2*pi*fc2*t); y2 =filtfilt(b, a, y2);在与相干载波频率cos ω1t,cos ω2t 相乘后,完成移频,后通过低通滤波器得到基带模拟输出信号.然后通过判决电路即可判断输出的参量是0还是1.2.3 误码率计算的设计相干解调时,带通滤波器后接有乘法器和低通滤波器,低通滤波器输出的就是带有噪声的有用信号,他们的概率密度函数属于高斯分布,经过计算,其漏报率p (0/1)为221)1/0(r erfcP = (4-1)虚报概率p (1/0)为221)0/1(rerfc P = (4-2)系统的误码率为:e P 221)0/1()0()1/0()1(rerfcP P P P =⋅+⋅= (4-3)在实验中,为降低误码率,可以通过将主函数main 文件中的N1值即每秒发送的比特数增加的方式,达到降低误码率的效果.3.1 FSK 仿真图0.511.522.533.544.55-1-0.500.51Signal24681012141600.20.40.60.8Spectrumf/fb图4-1 基带信号调制的结果与其频谱由图4-1可以看出,当输入基带信号为0时,及输入信号为1时,是不同的。
(完整版)基于MATLAB的2FSK的调制与解调
(完整版)基于MATLAB的2FSK的调制与解调基于MATLAB的2FSK数字通信系统仿真一、课程设计目的二、课程设计内容在信道中,大多数具有带通传输特性,必须用数字基带信号对载波进行调制,产生各种已调数字信号。
可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数,产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。
也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数,产生新型的数字调制。
本课程设计旨在根据所学的通信原理知识,并基于MATLAB软件,仿真一2FSK 数字通信系统。
2FSK数字通信系统,即频移键控的数字调制通信系统。
频移键控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和f2两个频率点间变化。
因此,一个2FSK信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。
可以利用频率的变化传递数字基带信号,通过调制解调还原数字基带信号,实现课程设计目标。
三、2FSK的基本原理和实现二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。
由于二进制数字信息只有两个不同的符号,所以调制后的已调信号有两个不同的频率f1和f2,f1对应数字信息“1”,f2对应数字信息“0”。
二进制数字信息及已调载波如图3-1所示。
1、2FSK的产生在2FSK信号中,当载波频率发生变化时,载波的相位一般来说是不连续的,这种信号称为不连续2FSK信号。
相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生,如图3-2所示:图3-2 2FSK信号调制器两个独立的振荡器作为两个频率发生器,他们受控于输入的二进制信号。
二进制信号通过两个与门电路,控制其中的一个载波通过。
调制器各点波形如图3-3所示:图3-3 2FSK调制器各点波形由图3-3可知,波形g是波形e和f的叠加。
所以,二进制频率调制信号2FSK可以看成是两个载波频率分别为f1和f2的2ASK信号的和。
(完整word版)基于MATLAB的FSK调制解调实现完整版
目录一. FSK理论知识…………………………………………………1.1FSK概念…………………………………………………………………1.22FSK信号的波形及时间表示式…………………………………………1.32FSK信号的产生方法……………………………………………………1.42FSK信号的功率谱密度…………………………………………………1.52FSK信号的解调…………………………………………………………1.6FSK的误码性能……………………………………………………………二.用MATLAB进行FSK原理及误码性能仿真………三、结论……………………………………………四、参考文献…………………………………………、五、源程序……………………………………………1、FSK理论知识频率调制的最简单形式是二进制频率键控(FSK,frequency-shift keying)。
FSK是调制解调器通过电话线路发送比特的方法。
每个比特被转换为一个频率,0由较低的频率表示,1由较高的频率表示。
1.1、FSK概念传“0”信号时,发送频率为f1的载波; 传“1”信号时,发送频率为f2的载波。
可见,FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。
实现模型如下图:1.2、2FSK信号的波形及时间表示式根据上图模型的实现可以得到2FSK的信号波形如图:2FSK信号的时间表达式为:由以上表达式可见,2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。
注意:2FSK有两种形式:(1)相位连续的2FSK;(2)相位不连续的2FSK。
在这里,我们只讨论相位不连续的频移键控信号,这样更具有普遍性。
1.3、2FSK信号的产生方法2FSK信号的产生方法:2FSK信号可以两类方法来产生。
一是采用模拟调频的方法来产生(图1);另一种方法是采用键控法(图2);图1.3-1 图1.3-21.4、2FSK信号的功率谱密度这里我们仅介绍一种常用的近似方法,即把二进制频移键控信号看成是两个幅移键控信号相叠加的方法如果s1(t)的功率谱密度为P s1(f);s2(t)的功率谱密度为P s2(f),利用平稳随机过程经过乘法器的结论,上式可以整理为如下形式,核心问题:P s1(f)=?与2ASK信号表达式中的s(t)相同,根据上面的公式,2FSK信号的功率谱密度如图下图所示。
基于MATLAB的fsk调制解调
通信系统仿真课程设计设计题目:班级:姓名:学号:起止日期:信息工程学院通信工程系目录一设计内容 (1)二设计目的 (1)三设计要求 (1)四实验条件 (1)五系统设计 (1)1 系统原理简介 (1)2 设计方案 (4)3 方案实施 (4)4 仿真结果分析 (5)六设计心得 (6)七参考文献 (7)一设计内容1、了解数字调制系统的基本原理;2、利用matlab对随机产生的二进制信号进行数字调制的软件实现二设计目的通过对数字通信系统的仿真,了解数字通信系统的仿真实现方法,掌握各种数字调制解调系统的性能,包括了解数字信号的时域表示、掌握数字信号的频带传输,数字通信系统的信道编码,学会用傅立叶变换方法分析信号的频域成分。
三设计要求任务:编写M文件实现随机产生的二进制序列的2FSK调制,画出二进制序列及已调信号的时域波形及频谱图。
四实验条件利用计算机已MATLAB为开发软件五系统设计1系统原理(1)调制原理FSK又称频移键控,它是利用载频频率的变化来传递数字信息。
数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种。
若两个载频由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,就称为相位离散的数字调频信号;若两个频率由同一振荡器提供,只是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。
本实验中,二进制的基带信号是用两电平来表示的。
‘1’对应于载波频率F1,‘0’对应于F2。
FSK就是利用载波信号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和f2两个频率点之间变化。
若输入信号为a n*g(t-nTs),则调制信号可表示为S(t)=[∑a n*g(t-nTs)]cosω1t+[a n*g(t-nTs)]cosω2t;故其表达式为:所以2FSK的调制波形如下:实现数字频率调制的一般方法有两种, 直接调频法和键控法。
直接调频法:即连续调制中的调频(FM) 信号的产生方法,是将输入的基带脉冲去控制一个振荡器的参数而改变振荡频率,这种方法实现容易,输出的波形相位是连续的,但电路的振荡频率稳定性较差。
基于Matalab的2FSK数字调制解调系统仿真
《通信原理》课程设计题目:基于Matalab的2FSK数字调制解调系统学院(部):电子信息工程学院专业:电子信息工程学生姓名:学号:年级 2007 指导教师:职称副教授2010 年 07 月 01日目录摘要 (2)一、引言 (2)1、设计目的及任务要求 (2)2、课程设计内容 (2)二、绪论 (3)2.1通信技术的历史和发展 (3)2.1.1通信的概念 (3)2.1.2通信的发展史简介 (3)2.2数字调制技术 (3)2.3数字调制的发展现状和趋势 (4)三、2FSK数字系统的调制和解调的原理图. (6)3.12FSK数字系统的调制原理图 (6)3.22FSK的解调方式 (6)3.2.1 非相干解调 (6)3.2.2 相干解调 (7)四、2FSK的的调制与解调过程的MATLAB 仿真原理图及其分析 (8)4.1利用MATLAB建立系统的仿真图。
(8)4.2系统中仿真模块的作用及主要参数的设置分析 (8)4.2.1 Bernoulli Binary Generator模块 (8)4.2.2 M-FSK Modulator Baseband 模块 (8)4.2.3 M-FSK Demodulator Baseband模块 (9)4.2.4 Channels模块 (9)4.2.5 Error rate Calculation模块 (9)4.2.6 Scope模块 (9)4.2.7 Display模块 (9)4.2.8 Relational Operator模块 (9)4.2.9 Dlay模块 (9)4.2.10 Eye diagram scope模块 (9)五、 2FSK的的调制与解调过程的MATLAB仿真结果波形图及分析 (10)5.1眼图的定义、模块、波形及其分析 (10)5.1.1眼图的定义 (10)5.1.2眼图的模块 (10)5.1.3眼图的波形 (10)5.1.4眼图波形的分析 (11)5.2S COPE端的最终波形图 (12)六、总结 (15)七、参考文献 (16)摘要本文主要是利用MATLAB7.0来实现2FSK数字调制系统解调器的设计.该设计模块包含信源,调制,发送滤波器模块,信道,接收滤波器模块,解调以及信宿.并为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(眼图)及系统的性能评价(分析误码率).关键词:2FSK MATLAB 调制解调噪声一、引言1、设计目的及任务要求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.学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本使用方法,学会使用这些软件解决实际系统出现的问题;3.通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。
基于MATLAB的FSK调制解调实现完整版
目录一.FSK理论知识…………………………………………………1.1FSK概念…………………………………………………………………1.22FSK信号的波形及时间表示式…………………………………………1.32FSK信号的产生方法……………………………………………………1.42FSK信号的功率谱密度…………………………………………………1.52FSK信号的解调…………………………………………………………1.6FSK的误码性能……………………………………………………………二.用MATLAB进行FSK原理及误码性能仿真………三、结论……………………………………………四、参考文献…………………………………………、五、源程序……………………………………………1、FSK理论知识频率调制的最简单形式是二进制频率键控(FSK,frequency-shift keying)。
FSK是调制解调器通过电话线路发送比特的方法。
每个比特被转换为一个频率,0由较低的频率表示,1由较高的频率表示。
1.1、FSK概念传“0”信号时,发送频率为f1的载波; 传“1”信号时,发送频率为f2的载波。
可见,FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。
实现模型如下图:1.2、2FSK信号的波形及时间表示式根据上图模型的实现可以得到2FSK的信号波形如图:2FSK信号的时间表达式为:由以上表达式可见,2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。
注意:2FSK有两种形式:(1)相位连续的2FSK;(2)相位不连续的2FSK。
在这里,我们只讨论相位不连续的频移键控信号,这样更具有普遍性。
1.3、2FSK信号的产生方法2FSK信号的产生方法:2FSK信号可以两类方法来产生。
一是采用模拟调频的方法来产生(图1);另一种方法是采用键控法(图2);图1.3-1 图1.3-21.4、2FSK信号的功率谱密度这里我们仅介绍一种常用的近似方法,即把二进制频移键控信号看成是两个幅移键控信号相叠加的方法如果s1(t)的功率谱密度为P s1(f);s2(t)的功率谱密度为P s2(f),利用平稳随机过程经过乘法器的结论,上式可以整理为如下形式,核心问题:P s1(f)=?与2ASK信号表达式中的s(t)相同,根据上面的公式,2FSK信号的功率谱密度如图下图所示。
2FSK信号的调制与解调matlab程序
clear all;close all;f = 300;t = 2*(0:0.001:1—0。
01)/f;x = t;singal= sin(2*pi*f*x)+1;% % %% % %% % % %%%%%%% % %%%%% %% % %%%% % %%%%u率PCM编码%%% %% % %%% % %% %%% % %% %% %%% % %% %% % %%%%%a = singal;n = 8;%u率非线性u = 255;%%%%%%%%%%%%待考察,应该是255%%%%%%c = zeros(size(a));for i = 1:length(a)c(i)= log(1+u*a(i))/log(1+u); %在PCM中要求x应该大于0endcmax = max(c);cmin = min(c);%均匀量化c_quan = c;b_quan = c_quan;d = (cmax - cmin)/n; %此处有问题%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % % % % %%% % %% % % %自己写的量化代码%%%% %%%%% %%%for j = 1:n+1kk(j)= cmin + j*d;endfor k = 1:nq(k)= (kk(k)+kk(k+1))/2;end% % % %% % %%%% % %%% % %%% %% % %%% % % %%% %%% %%%for i = 1:nm = find((q(i)—d/2 <= c_quan) & (q(i)+d/2 >= c_quan));c_quan(m)= q(i).*ones(1,length(m));b_quan(find(c_quan==q(i))) = (i—1)。
*ones(1,length(find(c_quan==q(i))));end%编码nu = ceil(log2(n));code = zeros(length(a),nu);for i = 1:length(a)for j = (nu—1):-1:0if (fix(b_quan(i)/(2^j))==1)code(i,(nu-j)) = 1;b_quan(i) = b_quan(i)-2^j;endendendbitstorm = [];for i = 1:length(code)bitstorm = [bitstorm,code(i,:)];end%% % %%%%% % % %% % %%% %% %%% % % %%% %%%% % % %%%% % %% % %% FSK调制的实现%%% %% % % %%% % %% %% %%%% % %% % %%% %% %% %% %% %% %% % % %figure(1)subplot(221);stairs (bitstorm(1:20));title(’调制信号’);axis([0,20,—0。
FSK的调制 matlab
目录用SystemView仿真实现 (1)FSK键控-相干解调 (1)1、实验目的: (1)2、实验内容: (1)3、实验原理: (1)4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果: (2)5、频谱图分析 (4)6、设计心得 (5)用SystemView仿真实现FSK键控-相干解调1、实验目的:(1)了解FSK系统解调的电路组成、工作原理和特点;(2)掌握FSK系统解调过程信号波形的特点;(3)熟悉系统中信号功率谱的特点。
2、实验内容:以FSK作为系统输入信号,码速率Rb=10kbit/s。
(1)采用相干解调法实现FSK的解调,分别观察系统各点波形。
(2)获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理:相干检测的具体解调电路是同步检波器,原理方框图如图所示。
图中两个带通滤波器的作用同于包络检波法,起分路作用。
它们的输出分别与相应的同步相干载波相乘,再分别经低通滤波器滤掉二倍频信号,取出含基带数字信息的低频信号,抽样判决器在抽样脉冲到来时对两个低频信号的抽样值进行比较判决(判决规则同于包络检波法),即可还原出基带数字信号。
4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果:FSK键控相干解调法:FSK键控相干解调法的系统组成如图所示。
其中,图符15,16为带通滤波器,图符19,20为低通滤波器,图符0实现相干载波的提取,图符8,9为乘法器,图符21实现抽样判决。
调制信号为PN序列,码速率Rb=10kbit/s;正弦载波的频率分别为40k Hz和20KHz 系统定时:起始时间0秒,终止时间995e-6秒,采样点数200,采样速率200e+3Hz,获得的仿真波形如图所示。
(a)键控法得到的(FSK)信号(b)15号带通滤波器的输出(b)16号带通滤波器的输出(c)9号乘法器的输出(c)8号乘法器的输出(d)19号低通滤波器的输出(d)20号低通滤波器的输出5、频谱图分析15号滤波器16号滤波器9号乘法器8号乘法器19号低通滤波器20号低通滤波器7号基带信号监控法得到的FSK信号6、设计心得通过这次通信原理课程设计,我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解。
基于MATLAB的FSK调制解调
第一章引言现代社会己步入信息时代,在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用:由于人类社会生活对通信的需求越来越高,世界各国都在致力于现代通信技术的开发以及现代综合通信网的建设。
移动通信是现代通信技术中不可缺少的部分。
目前,移动通信己从模拟通信发展到了数字移动通信阶段。
数字通信与模拟通信比较,无论是传输质量上还是技术、经济上都有其显著的优点:抗干扰能力强、传输质量与通信线路长短无关、有高的技术指标 (即可提高传输的可靠性)、经济性 (数字设备体积小、功效高、价格低廉)、便于加密处理。
因此数字通信是现代通信发展的趋势,并日益增加在通信系统中的支配地位。
而在数字通信的技术中,数字调制技术则是其中极为重要的一部分.本文将对数字调制技术中的频移键控(FSK)进行论述。
1.1绪论通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。
虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送,但如果要远距离传输时,特别是在无线或光纤信道上传输时,则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。
为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输,必须对数字信号进行载波调制。
如同传输模拟信号时一样,传输数字信号时也有三种基本的调制方式:幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。
它们分别对应于用载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传递数字基带信号,可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
理论上,数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同,它们都是属正弦波调制。
但是,数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制,而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。
另外信源编码的目的是提高信源的效率,去除冗余度。
信道编码的目的主要有两点:(1)要求码列的频谱特性适应通道频谱特性,从而使传输过程中能量损失最小,提高信号能量与噪声能量的比例,减小发生差错的可能性,提高传输效率。
(2)增加纠错能力,使得即便出现差错,也能得到纠正。
一般传输通道的频率特性总是有限的,即有上、下限频率,超过此界限就不能进行有效的传输。
(完整版)基于MATLAB的2FSK调制
2FSK一个FSK信号可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加。
其解调和解调方法和ASK差不多。
2FSK信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2ASK频谱的组合1FSK程序:2FSK图形(包含误码率分析):close allclear allti=0;fpefsk=[];startn=-6;endn=18;for ti=startn:endnn=1000;f1=18000000;f2=6000000;bitRate=1000000;N=50;noise=ti;signal=source(n,N);transmittedSignal=fskModu(signal,bitRate,f1,f2,N); signal1=gussian(transmittedSignal,noise); configueSignal=demoFSK(signal1,bitRate,f1,f2,N); configueSignal;P=CheckRatePe(signal,configueSignal,n)fpefsk=[fpefsk,P];endfigure(8);semilogy(startn:length(fpefsk)+startn-1,fpefsk); grid on;title('Bit Error Rate Of FSK');xlabel('r/dB');ylabel('PeFSK');load PeRatesave PeRate.mat fpefsk fpeask1. 随机信号的产生2. FSK信号调制3. 信道加噪声后信号4. 接收信号的解调5. 解调出的二进制信号误码率分析附录:程序FSKclear allclose alli=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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号st1=t;for n=1:10if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=0;endelsefor m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=1;endendendst2=t; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%基带信号求反for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;elsest2(n)=1;endend;figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基带信号');axis([0,5,-1,2]);subplot(412);plot(t,st2);title('基带信号反码');axis([0,5,-1,2]); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波信号s1=cos(2*pi*f1*t)s2=cos(2*pi*f2*t)subplot(413),plot(s1);title('载波信号1');subplot(414),plot(s2);title('载波信号2'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制F1=st1.*s1;%加入载波1F2=st2.*s2;%加入载波2figure(2);subplot(411);plot(t,F1);title('s1*st1');subplot(412);plot(t,F2);title('s2*st2');e_fsk=F1+F2;subplot(413);plot(t,e_fsk);title('2FSK信号')nosie=rand(1,j);fsk=e_fsk+nosie;subplot(414);plot(t,fsk);title('加噪声信号') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %相干解调st1=fsk.*s1;%与载波1相乘[f,sf1] = T2F(t,st1);%通过低通滤波器[t,st1] = lpf(f,sf1,2*fm);figure(3);subplot(311);plot(t,st1);title('与载波1相乘后波形');st2=fsk.*s2;%与载波2相[f,sf2] = T2F(t,st2);%通过低通滤波器[t,st2] = lpf(f,sf2,2*fm);subplot(312);plot(t,st2);title('与载波2相乘后波形');for m=0:i-1; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决if st1(1,m*500+250)<0.25;for j=m*500+1:(m+1)*500;at(1,j)=0;endelsefor j=m*500+1:(m+1)*500;at(1,j)=1;基于MATLAB的2FSK信号调制endendend;subplot(313);plot(t,at);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')。
基于MATLAB的FSK调制解调实现完整版
目录一.FSK理论知识…………………………………………………1.1FSK概念…………………………………………………………………1.22FSK信号的波形及时间表示式…………………………………………1.32FSK信号的产生方法……………………………………………………1.42FSK信号的功率谱密度…………………………………………………1.52FSK信号的解调…………………………………………………………1.6FSK的误码性能……………………………………………………………二.用MATLAB进行FSK原理及误码性能仿真………三、结论……………………………………………四、参考文献…………………………………………、五、源程序……………………………………………1、FSK理论知识频率调制的最简单形式是二进制频率键控(FSK,frequency-shift keying)。
FSK是调制解调器通过电话线路发送比特的方法。
每个比特被转换为一个频率,0由较低的频率表示,1由较高的频率表示。
1.1、FSK概念传“0”信号时,发送频率为f1的载波; 传“1”信号时,发送频率为f2的载波。
可见,FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。
实现模型如下图:1.2、2FSK信号的波形及时间表示式根据上图模型的实现可以得到2FSK的信号波形如图:2FSK信号的时间表达式为:由以上表达式可见,2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。
注意:2FSK有两种形式:(1)相位连续的2FSK;(2)相位不连续的2FSK。
在这里,我们只讨论相位不连续的频移键控信号,这样更具有普遍性。
1.3、2FSK信号的产生方法2FSK信号的产生方法:2FSK信号可以两类方法来产生。
一是采用模拟调频的方法来产生(图1);另一种方法是采用键控法(图2);图1.3-1 图1.3-21.4、2FSK信号的功率谱密度这里我们仅介绍一种常用的近似方法,即把二进制频移键控信号看成是两个幅移键控信号相叠加的方法如果s1(t)的功率谱密度为P s1(f);s2(t)的功率谱密度为P s2(f),利用平稳随机过程经过乘法器的结论,上式可以整理为如下形式,核心问题:P s1(f)=?与2ASK信号表达式中的s(t)相同,根据上面的公式,2FSK信号的功率谱密度如图下图所示。
FSK调制解调MATLAB源代码
FSK调制解调MATLAB源代码关键词:FSK 高斯白噪声调制眼图信噪比function FSKFc=10; %载频Fs=40; %系统采样频率Fd=1; %码速率N=Fs/Fd;df=10;numSymb=25;%进行仿真的信息代码个数M=2; %进制数SNRpBit=60;%信噪比SNR=SNRpBit/log2(M);seed=[12345 54321];numPlot=25;%产生25个二进制随机码x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]);%产生25个二进制随机码figure(1)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');title('二进制随机序列')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');%调制y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);numModPlot=numPlot*Fs;t=[0:numModPlot-1]./Fs;figure(2)plot(t,y(1:length(t)),'b-');axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('调制后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');%在已调信号中加入高斯白噪声randn('state',seed(2));y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%在已调信号中加入高斯白噪声figure(3)plot(t,y(1:length(t)),'b-');%画出经过信道的实际信号axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('加入高斯白噪声后的已调信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');%相干解调figure(4)z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye',M,df);title('相干解调后的信号的眼图')%带输出波形的相干M元频移键控解调figure(5)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('相干解调后的信号原序列比较')legend('原输入二进制随机序列','相干解调后的信号') xlabel('Time');ylabel('Amplitude');%非相干解调figure(6)z2=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye/noncoh',M,df);title('非相干解调后的信号的眼图')%带输出波形的非相干M元频移键控解调figure(7)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z2(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('非相干解调后的信号')legend('原输入二进制随机序列','非相干解调后的信号') xlabel('Time');ylabel('Amplitude');%误码率统计[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);figure(8)simbasebandex([0:1:5]);title('相干解调后误码率统计')[errorSym ratioSym]=symerr(x,z2);figure(9)simbasebandex([0:1:5]);title('非相干解调后误码率统计')%滤除高斯白噪声Delay=3;R=0.5ropD=0; %滞后3s[yf,tf]=rcosine(Fd,Fs,'fir',R,Delay); %升余弦函数[yo2,to2]=rcosflt(y,Fd,Fs,'filter',yf);%加入高斯白噪声后的已调信号和经过升余弦滤波器后的已调信号t=[0:numModPlot-1]./Fs;figure(10)plot(t,y(1:length(t)),'r-');hold on;plot(to2,yo2,'b-');hold off;axis([0 30 -1.5 1.5]);xlabel('Time');ylabel('Amplitude');legend('加入高斯白噪声后的已调信号','经过升余弦滤波器后的已调信号') title('升余弦滤波前后波形比较')eyediagram(yo2,N);%眼图title('加入高斯白噪声后的已调信号的眼图')ASK数字通信系统matlab仿真及误码率分析别人叫我帮忙的但是我不是通信专业大家帮帮忙1、假设某数字通信系统收发信息速率为1kbps,发送端对数字信息进行ASK调制后,使用模拟线路进行传输,其中,载波频率为4kHz,数字“1”对应有载波,数字“0”对应无载波,接收端接收到信号后使用载波信号为模板进行相关解调。
MATLAB实现FSK信号的调制传输解调
MATLAB实现FSK信号的调制传输解调院系:专业:班级:姓名:指导教师:日期:2017年月日一.实验目的1.1课程设计目的此次课程设计的目的是熟悉MATLAB中M文件的使用方法,编写M文件实现FSK的调制和解调,绘制出FSK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察调解前后频谱的变化,再对信号进行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的信号时频波形,最后改变噪声功率进行调解,分析噪声对信号传输造成的影响,加深对FSK 信号解调原理的理解。
1.2课程设计要求熟悉MATLAB中M文件的使用方法,并在掌握FSK调制解调原理的基础上,编写出F SK调制解调程序。
在M文件环境下运行程序绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察波形在解调前后的变化,对其作出解释,同时对信号加入噪声后解调,得到解调后的时频波形,分析噪声对信号传输造成的影响。
解释所得到的结果。
1.3课程设计步骤本课程设计采用M文件编写的方法实现二进制的FSK的调制与解调,然后在信号中叠加高斯白噪声。
一,调用dmode函数实现FSK的解调,并绘制出F SK 信号调制前后在时域和频域中的波形,两者比较。
二,调用ddemod函数解调,绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形,两者比较。
三,调用awgn函数在新海中叠加不同信噪比的噪声,绘制在各种噪声下的时域频域图。
最后分析结果。
1.4设计平台简介Matlab是美国 MathWorks公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。
是目前最好的科学计算类软件。
作为和Mathematica、Maple并列的三大数学软件。
其强项就是其强大的矩阵计算以及仿真能力。
Matlab的由来就是Matrix + Laboratory = Matlab,这个软件在国内也被称作《矩阵实验室》。
Matlab提供了自己的编译器:全面兼容C++以及Fortran两大语言。
Matlab 7.1于2005.9最新发布-完整版,提供了MATLAB,SIMULINK的升级以及其他最新的75个模块的升级。
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目录
一. FSK理论知识…………………………………………………
1.1FSK概念…………………………………………………………………
1.22FSK信号的波形及时间表示式…………………………………………
1.32FSK信号的产生方法……………………………………………………
1.42FSK信号的功率谱密度…………………………………………………
1.52FSK信号的解调…………………………………………………………
1.6FSK的误码性能……………………………………………………………
二.用MATLAB进行FSK原理及误码性能仿真………
三、结论……………………………………………
四、参考文献…………………………………………、
五、源程序……………………………………………
1、FSK理论知识
频率调制的最简单形式是二进制频率键控(FSK,frequency-shift keying)。
FSK是调制解调器通过电话线路发送比特的方法。
每个比特被转换为一个频率,0由较低的频率表示,1由较高的频率表示。
1.1、FSK概念
传“0”信号时,发送频率为f1的载波; 传“1”信号时,发送频率为f2的载波。
可见,FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。
实现模型如下图:
1.2、2FSK信号的波形及时间表示式
根据上图模型的实现可以得到2FSK的信号波形如图:
2FSK信号的时间表达式为:
由以上表达式可见,2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。
注意:2FSK有两种形式:
(1)相位连续的2FSK;
(2)相位不连续的2FSK。
在这里,我们只讨论相位不连续的频移键控信号,这样更具有普遍性。
1.3、2FSK信号的产生方法
2FSK信号的产生方法:2FSK信号可以两类方法来产生。
一是采用模拟调频的方法来产生(图1);另一种方法是采用键控法(图2);
图1.3-1 图1.3-2
1.4、2FSK信号的功率谱密度
这里我们仅介绍一种常用的近似方法,即把二进制频移键控信号看成是两个幅移键控信号相叠加的方法
如果s1(t)的功率谱密度为P s1(f);s2(t)的功率谱密度为P s2(f),利用平稳随机过程经过乘法器的结论,上式可以整理为如下形式,
核心问题:P s1(f)=?
与2ASK信号表达式中的s(t)相同,
根据上面的公式,2FSK信号的功率谱密度如图下图所示。
图1.4-1
根据以上总结:2FSK功率谱密度的特点如下,
1)、2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位
置;
2)、功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。
若两个载频之差|f1-f2|≤f s,则
出现单峰。
3)、所需传输带宽B FSK=|f1-f2|+2 f s。
二 2FSK信号的解调
2FSK信号的解调方法有很多,如鉴频器法、相干法、包络检波法、过零检测法等等。
根据要求这里我将用相干解调的方法对其进行解调。
FSK在MATLAB环境下过程与结果
FSK的模拟仿真是采用的MATLAB软件,其在电脑运行环境如图3-1所示。
实验过程是在窗口点击MATLAB快捷方式,使其运行,将FSK调制与解调的程序输入框中,点击回车即可运行,运行结果后面进行分析。
图1.5-1
在MATLAB环境下调制与解调的程序如下:(百分号后为程序注释)function FSK
Fc=10; %载频
Fs=40; %系统采样频率
Fd=1; %码速率
N=Fs/Fd;
df=10;
numSymb=25; %进行仿真的信息代码个数
M=2; %进制数
SNRpBit=60; %信噪比
SNR=SNRpBit/log2(M);
seed=[12345 54321];
numPlot=15; %产生25个二进制随机码
x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]); %产生25个二进制随机码
figure(1)
stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');
title('二进制随机序列')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude'); %调制
y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);
numModPlot=numPlot*Fs;
t=[0:numModPlot-1]./Fs;
figure(2)
plot(t,y(1:length(t)),'b-'); %画出经过信道的实际信号axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);
title('加入高斯白噪声后的已调信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude'); %相干解调
figure(4)
plot(t,y(1:length(t)),'b-');
axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);
title('调制后的信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude'); %在已调信号中加入高斯白噪声randn('state',seed(2));
y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%在已调信
号中加入
高斯白噪
声
figure(3)
stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');
hold on;
stem([0:numPlot-1],z2(1:numPlot),'ro');
hold off;
axis([0 numPlot -0.5 1.5]);
title('非相干解调后的信号')
legend('原输入二进制随机序列','非相干解调后的信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude'); %误码率统计
[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);
figure(8)
程序的运行过程是:首先产生25个随机序列码(如图1.5-1所示注:此序列为随机序列,每一次运行程序所产生的序列都不同),然后通过调用函数对该序列进行调制(如图1.5-2所示)。
相干解调后的误码率统计(如图1.5-3所示)。
在通过调用函数让函数通过相干解调方式进行解调,解调信号与原信号的比较(如图1.5-4所示)。
在通过调用函数让调制信号
图1.5-1 图1.5-2
图1.5-3 图1.5-4
(注释:图 1.5-3中右上角的意思为,Theoretical SER 理论软件错误率;Theoretical BER 理论二进制误码率 ;Simulated SER 模拟软件错
误率; Simulated BER 模拟二进制误码率。
)
下图为用MATLAB进行FSK原理及误码性能仿真图:
图1.5-5
三.心得体会
通过本次专业课程设计,进一步加深了我对FSK方面知识的理解,也更深刻的体会到MATLAB在信号与先行系统等方面的应用的重要性。
由于设计时间较短,在设计过程考虑问题不全面,专业知识水平不足,编程工具MATLAB是英文版,帮助系统也全是英文,对有些函数在功能和使用还不是特别的清楚,也只能是别学习边实践,以至在设计过程中出现了不少问题,这只是一个开始,只要有更多的时间,相信我能见任务完成得更好。
以至于仿真出来的图象没有打点,这是这次课程设计出现的不足之处。
四.参考文献
[1]、《通信原理》樊昌信主编国防工业出版社2001年6月
[2]、《移动通信》覃团发等编重庆大学出版社2005年5月
[3]、《MATLAB图形图象处理应用教程》郝文化主编中国水利水电出版社
2002年4月
[4]、《MATLAB实用教程》徐金明主编清华大学出版社
✧MATLAB信息工程工具箱技术手册魏巍国防工业出版社
✧MATLAB与通信仿真王立宁人民邮电出版社 2000年
✧MATLAB通信仿真开发手册李妍国防工业出版社。