基于MATLAB的FSK调制解调 (1)

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基于matlab的fsk调制解调1

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基于MATLAB的FSK调制解调学生姓名:段斐指导老师:吴志敏摘要本课程设计利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现FSK 的调制解调,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,并观察解调前后频谱有何变化以加深对F SK信号解调原理的理解。

对信号叠加噪声,并进行解调,绘制出解调前后信号的时频波形,改变噪声功率进行解调,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。

完成整个FSK的调制解调过程。

程序开发平台为MATLAB7.1,使用其自带的M文件实现。

运行平台为Windows 2000。

关键词:程序设计;FSK ;调制解调;MATLAB7.1;M文件1引言本课程设计是利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现FSK 的调制解调,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。

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。

基于MATLAB的FSK调制信号发生器的模拟仿真

基于MATLAB的FSK调制信号发生器的模拟仿真

2012年8月第24期科技视界SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界Science &Technology Vision作者简介:葛熠(1991—),男,江苏溧阳人,本科,通信工程专业,研究方向为信息与通信工程。

0引言由于目前大多数信道不适合传输基带信号,为了使基带信号能利用这些信道进行传输,必须使代表信息的原始信号经过一种变换得到另一种新信号,这种变换就是调制。

在数字调制中,频移键控(FSK)[1]方法简单,易于实现,并且解调不须恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能也较强。

因此,FSK 调制技术在通信行业得到了广泛地应用,并且主要适用于用于低、中速数据传输[2]。

因此本文以通用DSP builder 来实现FSK 调制信号发生器的设计,并借助MATLAB 仿真工具SIMULINK 进行仿真检测。

1MATLAB 和DSP Builder 的简单介绍1.1MATLAB 简介MATLAB 是矩阵实验室的简称,主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分。

MATLAB 可以进行矩形运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域[3]。

Simulink 是MATLAB 最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。

Simulink [4]具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点。

1.2DSP Builder 简介Altera 可编程逻辑器件中的DSP 系统设计需要高级算法和HDL 开发工具。

Altera DSP Builder 将MATLAB 和Simulink 系统级设计工具的算法开发、仿真和验证功能与VHDL 综合、仿真和Altera 开发工具整合在一起,实现了这些工具的集成[5]。

通信工程专业毕业论文--基于Matlab的数字通信系统调制解调研究

通信工程专业毕业论文--基于Matlab的数字通信系统调制解调研究

摘要当今,随着通信技术日新月异的发展,尤其是数字通信的快速普及,使得通信技术日新月异。

现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好,因此通信系统也日趋复杂。

在各种通信系统的设计研发环节中,软件仿真已成为必不可少的部分。

应用Matlab\Simulink的计算机仿真具有经济、安全、可靠、编程简易以及实验周期短等特点。

因此,本文就以Matlab为软件平台,利用其通信工具箱和信号处理工具箱中的模块,尤其是Matlab语言的Simulink动态系统仿真软件包,对数字调制解调系统进行仿真,并且对仿真结果进行误差分析,从而对现代数字通信有更加明确的认识和直观的了解。

重点对2ASK、2PSK、2FSK进行性能比较,在实际通信系统中,根据具体情况选择最合适的调制方式,进一步促进数字通信的发展。

本文首先介绍了课题研究的背景和进行数字通信仿真的意义,然后介绍对数字通信系统进行仿真所使用的Matlab\Simulink软件以及这些软件在使用时的注意事项和采用的一些方法,随后又介绍了数字调制系统的原理并据此进行数字调制解调系统的仿真,最后对仿真结果进行误差分析,对设计进行总结归纳。

关键词:数字通信系统;调制解调;Matlab;Simulink;仿真AbstractNowadays, with the rapid development of communication technology, especially the rapid spread of the digital communication, makes communication technology is developing rapidly. Modern communication system requirements communication distance, communication capacity, transmission quality is good, because this communication system has become more and more complex. In all kinds of communication system design r&d link, the software has become an indispensable part of. Application of computer simulation, Simulink Matlab has economic, safe, reliable, easy programming and the cycle is short, etc.Therefore, this paper is using Matlab software platform, Use its communication tool box and signal processing toolbox module, especially Matlab language dynamic system simulation software package of simulink on digital demodulation system, and simulation results of simulation and error analysis, and the modern digital communication have more explicit recognition and intuitive understanding. Emphasis on 2 ASK, 2 PSK, 2 FSK performance comparison, in actual communication system, according to the specific circumstances to select the most appropriate modulation mode, and further promote the development of digital communication.This paper firstly introduces the background of the subject research and the meaning of digital communication simulation, and then introduced to digital communication system simulation of Matlab /Simulink used by the software used in the software and the matters needing attention and some methods used, then introduces digital modulation system and based on the principle of digital demodulation system simulation, finally the results for error was analyzed, the design was summarized, summed up in the digital demodulation of the simulation to the matters of attention when, to the aspects of learning and provide some reference for researchers and their ownexperience.Key words:Digital communication system;Demodulation;Matlab;Simulink;Simulation目录第一章绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.1.1 研究目的 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2国内外研究现状 (2)第二章仿真的意义和仿真软件 (4)2.1仿真的意义 (4)2.2仿真软件Matlab简介 (4)2.3 Simulink简介 (6)2.4 Matlab与Simulink的联系 (6)第三章数字通信系统 (7)3.1 数字通信系统的概念 (7)3.2数字通信系统的组成 (7)3.3通信系统的分类与通信方式 (8)第四章信号的调制与解调 (10)4.1调制的意义和类别 (10)4.2模拟信号的调制与解调 (11)4.2.1幅度调制 (11)4.2.2角度调制 (13)4.3数字信号的调制与解调 (14)4.3.1数字频率调制 (14)4.3.2数字相位调制 (15)4.3.3正交振幅调制 (17)第五章系统设计与仿真 (19)5.1 2ASK信号的调制与解调 (19)5.1.1 2ASK信号调制仿真 (19)5.1.2 2ASK信号解调仿真 (21)5.2 2FSK信号的调制与解调 (23)5.2.1 2FSK信号调制仿真 (23)5.2.2 2FSK信号解调仿真 (26)5.3 2PSK信号的调制与解调 (28)5.3.1 2PSK信号调制仿真 (28)5.3.2 2PSK信号解调仿真 (30)结论 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)第一章绪论1.1 研究的目的和意义信息是一种资源,通过广泛的传播与交流,能促进社会成员之间的合作,推动生产力的发展和社会的进步。

(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

(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fl和f2,fl对应数字信息“ 1 ”,f2对应数字信息“ 0 ”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:Xi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:'1 1 1 °| 1 1! 1 D 0r1i—1 1TIT1"1i 1 'T:wwvwwwm:7 ww wf r\f\j t:“WVWWVtM r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。

基于MATLAB的2FSK调制系统的设计课程设计

基于MATLAB的2FSK调制系统的设计课程设计

课程设计(论文)题目名称2FSK调制系统的设计与仿真摘要2FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式.本文主要简述了2FSK的设计原理,设计步骤和设计结果及分析.设计原理包括了2FSK的介绍,调制原理和解调原理;设计步骤包括了2FSK信号的产生,调制和解调;设计结果及分析则包括了2FSK信号产生,调制和解调每一步的结果分析和用matlab实现上述的结果. 2FSK在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。

关键字:2FSK;载波;调制解调目录第1章课程设计的任务与要求 (1)1.1 2FSK简介 (1)1.2 课程设计的任务 (1)1.3 课程设计的要求 (1)第2章课程设计的研究基础 (2)2.1数字通信系统的基本模型 (2)2.2 2FSK调制解调基本原理 (2)第3章2FSK调制解调系统方案设计 (4)3.1 方案提出 (4)3.2 方案比较 (5)第4章2FSK调制解调系统设计 (6)4.1各单元模块功能介绍及电路设计 (6)4.2 电路参数的计算及元器件的选择 (7)4.3系统整体电路图 (7)第5 章2FSK调制解调系统仿真和调试 (8)5.1 仿真软件介绍 (8)5.2 系统仿真实现 (9)5.3 系统测试 (10)5.4 数据分析 (11)第6章总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录源程序 (16)第1章课程设计的任务与要求1.1 2FSK简介数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。

然而,实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号。

为了使数字信号在带通系统中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。

这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为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为数字基带信号的过程称为数字解调。

数字调制的基本方式有三种:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。

ask在matlab中的调制解调

ask在matlab中的调制解调

ask在matlab中的调制解调在MATLAB中,调制和解调是数字通信中非常重要的部分。

通过调制和解调技术,我们可以将数字信号转换为模拟信号,或者将模拟信号转换为数字信号。

这篇文章将介绍MATLAB中的调制解调方法以及其在互联网技术中的应用。

一、调制调制是将数字信号转换为模拟信号的过程。

MATLAB中提供了多种调制技术,包括频移键控调制(FSK)、相移键控调制(PSK)、正交振幅调制(QAM)等。

1. 频移键控调制(FSK)频移键控调制是一种基于频率的调制方法,可以将不同的数字信号映射到不同的频率上。

MATLAB中可以使用comm.FSKModulator和comm.FSKDemodulator函数实现FSK调制解调。

2. 相移键控调制(PSK)相移键控调制是一种基于相位的调制方法,可以将不同的数字信号映射到不同的相位上。

MATLAB中可以使用comm.PSKModulator和comm.PSKDemodulator函数实现PSK调制解调。

3. 正交振幅调制(QAM)正交振幅调制是一种结合了频移键控调制和相移键控调制的调制方法,可以将数字信号映射到不同的频率和相位上。

MATLAB中可以使用comm.RectangularQAMModulator和comm.RectangularQAMDemodulator函数实现QAM调制解调。

二、解调解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。

在MATLAB中,可以使用相应的解调器函数对调制后的信号进行解调。

1. FSK解调使用comm.FSKDemodulator函数可以对FSK调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。

2. PSK解调使用comm.PSKDemodulator函数可以对PSK调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。

3. QAM解调使用comm.RectangularQAMDemodulator函数可以对QAM调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。

基于MATLAB的FSK调制系统设计(SIMULINK仿真)

基于MATLAB的FSK调制系统设计(SIMULINK仿真)

毕业论文FSK调制技术及其MATLAB仿真院系资讯管理系班级姓名学号指导教师职称提交时间基于MATLAB的FSK调制系统设计(SIMULINK仿真)中文摘要:移频键控(FSK)是数据通信中最常用的一种调制方式。

FSK方法简单易于实现,并且解调不需要恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能较强。

缺点是占用频带较宽,频带利用不够经济。

FSK主要应用于低中速数据传输,以及衰落信道和频带较宽的信道中。

MATLAB 可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。

阐述了计算机仿真的发展概况,及其重要意义,着重介绍了MATLAB的基础知识和其重要工具--动态仿真软件SIMULINK的基本操作。

利用MATLAB中的仿真工具SIMULINK建立了FSK仿真模型,并对仿真模型进行了测试,经结果分析表明,仿真结果与理论基本一致。

关键词:FSK ;MATLAB ;仿真;调制解调Title :FSK modulation system design based on MATLABAbstract: Frequency Shift Keying (FSK) is a data communication most commonly used as a modulation mode. FSK method is simple, easy to implement, and demodulation not restore local carrier, ATM, Anti-noise and anti-fading strong performance. The drawback is a wide band occupation, the economy enough bandwidth utilization. Hence, FSK is mainly applied into data transport in low or medium rate and in fading channel or channels with relative wide bandwidth. MATLAB can be used for communications in the research, development, system design and simulation. Expounded on the development of computer simulation profiles and its significance MATLAB highlights of the basic knowledge and its important tools -- dynamic simulation software SIMULINK base the operation. Using MA TLAB Simulink simulation tools were established FSK modulation model coherent, as well as simulation models were tested, the results show that the simulation results agreed with the basic theory.Keywords:FSK ; MATLAB ; simulation ; modulation; demodulation目录第1章绪论 (5)1.1课题研究背景方法及目的 (6)1.2 课题设计要求 (7)1.3 课题设计步骤 (7)1.4 MA TLAB概述 (7)第2章FSK系统的理论综述 (13)2.1数字调制解调 (13)2.2 频移键控(FSK) (14)2.2.1 FSK的调制原理 (14)2.2.2 FSK的解调原理 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

基于MATLAB的FSK调制解调

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。

基于MATLAB的FSK调制解调 (1)

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。

基于Matlab的FSK数字调制系统仿真

基于Matlab的FSK数字调制系统仿真

基于Matlab的FSK数字调制系统仿真摘要:FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。

在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

所谓FSK 就是用数字信号去调制载波的频率。

二进制的基带信号是用正负电平来表示的。

FSK--又称频移键控法。

FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。

在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。

关键字:FSK数字调制;基带信号;载波;系统仿真正文:一、调制原理:1.2FSK 信号的产生通常有两种方式:(1)频率选择法;(2)载波调频法。

由于频率选择法产生的2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和,在二进制码元状态转换( 0 → 1或1 → 0 )时刻,2FSK 信号的相位通常是不连续的,这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。

载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号,这时的已调信号出自同一个振荡器,信号相位在载频变化时始终时连续的,这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛,使信号功率更集中于信号带宽内。

在这里,我们采用的是频率选择法,其调制原理框图如图所示:FSK调制原理框图2、2FSK信号的频谱特性:由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和,所以,这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果,比较方便,即)]()()()([]|)(||)(||)(||)([|)()()(2211161222221211622221f f f f f f f f T f f Sa T f f Sa T f f Sa T f f Sa f S f S f S S S S S T ASK ASK FSK S++-+++-+++-+++-=+=δδδδππππ2FSK 信号带宽为 s s FSK R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中,s s f R =是基带信号的带宽。

基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计

基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计

基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计成一些子系统,再利用这些子系统来构造整个系统。

Simulink模块库包含有Sources(输入源)、Sinks(输出方式)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)等具有不同功能的SIMULINK库模块,而且每个子模型库中包含相应的功能模块,用户可以根据特定的需要创建自己的模块。

我们可以通过Matlab命令来打开Simulink模型并进行仿真。

在Matlab命令窗口中,使用open lizila.mdl,然后使用sim(lizila.mdl)就可以启动对模型lizila.mdl的仿真,实现Simulink仿真的自动化[5]。

Matlab提供了许多途径用于与Simulink的数据交互,从而实现Matlab编程与Simulink模型相结合的综合仿真,使仿真更为人性化,满足使用者的不同需求[6]。

第三章数字通信系统3.1数字通信系统的概念数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统,相比模拟通信系统,具有频谱利用率高,能够提供多种业务服务,抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强,能实现更加有效、灵活的网络管理和控制,便于实现通信的安全保密,可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量等优点[7]。

因此,数字通信的发展速度已明显超过模拟通信,成为当代通信技术的主流。

数字通信设计主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等许多技术问题。

3.2数字通信系统的组成1.信源的作用是把各种消息转换成原始的电信号,模拟信源输出的是连续的模拟信号,数字信源输出的是离散的数字信号,模拟信源送出的信号经数字化处理后可变为数字信号。

2.信源编码有提高信息传输的有效性和完成模/数(A/D)转换两个基本功能。

提高信息传输有效性即通过其中一种数据压缩技术减少码元数目和降低码元速度,完成模/数转换即信源编码器将信源给出的模拟信号转换成数字信号。

基于matlab的2fsk调制系统的设计课程设计(论文)[管理资料]

基于matlab的2fsk调制系统的设计课程设计(论文)[管理资料]

课程设计(论文)题目名称2FSK调制系统的设计与仿真摘要,,调制原理和解调原理;设计步骤包括了2FSK信号的产生,调制和解调;设计结果及分析则包括了2FSK信号产生,调制和解调每一步的结果分析和用matlab实现上述的结果. 2FSK在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。

关键字:2FSK;载波;调制解调目录第1章课程设计的任务与要求 (1)2FSK简介 (1)课程设计的任务 (1)课程设计的要求 (1)第2章课程设计的研究基础 (1) (1)2FSK调制解调基本原理 (2)第3章2FSK调制解调系统方案设计 (4)方案提出 (4)方案比较 (5)第4章2FSK调制解调系统设计 (6) (6)电路参数的计算及元器件的选择 (7) (7)第5 章2FSK调制解调系统仿真和调试 (8)仿真软件介绍 (8)系统仿真实现 (9)系统测试 (10)数据分析 (11)第6章总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录源程序 (16)第1章课程设计的任务与要求2FSK简介数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。

然而,实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号。

为了使数字信号在带通系统中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。

这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为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为数字基带信号的过程称为数字解调。

数字调制的基本方式有三种:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。

本文介绍的就是二进制数字频移键控系统(2FSK)。

移频键控(FSK)是数据通信中最常用的一种调制方式。

FSK方法简单,易于实现,并且解调不需要恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能较强。

缺点是占用频带较宽,频带利用不够经济。

FSK主要应用于低中速数据传输,以及衰落信道和频带较宽的信道中。

(完整word版)基于MATLAB的FSK调制解调实现完整版

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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1.3-21.4、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

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。

matlab通信仿真实例

matlab通信仿真实例

matlab通信仿真实例Matlab通信仿真实例:频移键控(FSK)调制与解调引言:通信系统在现代社会的发展中起着关键作用,其性能的评估和优化是一个重要的研究方向。

Matlab作为通信仿真的强大工具,具有广泛的应用。

本文将以频移键控(FSK)调制与解调为例,介绍如何使用Matlab进行通信仿真实例。

我们将从FSK调制与解调的基本原理开始,逐步介绍Matlab编程实现。

第一节:FSK调制原理频移键控(FSK)是一种基于频率调制的数字调制技术。

在FSK调制中,数字数据被映射到不同的频率,即0和1分别对应不同的载波频率。

调制信号可以表示为:s(t) = Acos(2πf1t) ,当输入为0s(t) = Acos(2πf2t) ,当输入为1其中s(t)为调制信号,A为幅度,f1和f2分别为两个载波频率。

FSK信号的频谱包含这两个载波频率。

下面我们将使用Matlab实现FSK调制。

第二节:Matlab编程实现FSK调制在Matlab中,我们可以使用频率生成器函数freqgen来生成不同频率的信号。

首先,我们需要在Matlab中定义载波频率f1和f2,和待调制的数字数据序列x。

f1 = 1000; 第一个载波频率f2 = 2000; 第二个载波频率x = [0 1 0 1 0]; 待调制的数字数据序列接下来,我们可以根据以上公式,使用正弦函数生成相应的调制信号。

t = 0:0.0001:0.001; 时间间隔s = zeros(size(t)); 初始化调制信号为0for i = 1:length(x)if x(i) == 0s = s + cos(2*pi*f1*t);elses = s + cos(2*pi*f2*t);endend在上述代码中,我们使用for循环遍历输入数据序列的每个元素,根据输入数据的值选择不同的载波频率,并将调制信号叠加在一起。

最后,我们得到了FSK调制信号s。

接下来,我们将介绍FSK解调的原理和Matlab 的实现。

FSK的调制 matlab

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。

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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1.3-21.4、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。

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基于MATLAB的FSK的实验报告

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
2
2
1
)1/0(r erfc
P = (4-1)
虚报概率p (1/0)为
2
21)0/1(r
erfc P = (4-2)
系统的误码率为:
e P 2
21)0/1()0()1/0()1(r
erfc
P 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
0.5
1
1.5
2
2.53
3.5
4
4.5
5
-1-0.500.5
1Signal
2
4
6
810
12
14
16
00.20.40.6
0.8Spectrum
f/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。

结合第二章对FSK 信号产生的分析,
()()()()()n n n n n n FSK t nT t g D t nT t g D t s ϕωθω+⎥⎦

⎢⎣⎡-++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑∑∞-∞=∞-∞=05152cos cos (2-3)
参数设计如下:信号为0时的频率fc1为2H Z ,信号为1时的频率fc2为5H Z..波特率fb 为1.采样频率为32 H Z .每次产生的比特个数为1000.输入基带为[0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0].再结合图形,即可发现图4-1的上图对应的就是[1 0 0 1 0]这一段基带信号以及调制后的FSK 信号.其中信号0的频率为π4信号1的频率为π10,即奈奎斯特速率.
再看图4-1的下图,可以发现在频率为2 H Z 和5 H Z 的地方频谱最密集.这也与参数设置相符合.
3.2 调制与解调后的信号
00.51 1.52 2.53 3.54 4.55
-10
10
20Input
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
-1012
3
Output
图4-2 解调前经过噪声后的输入信号及解调后的输出信号
0.5
1
1.5
2
2.53
3.5
4
4.5
5
Input
00.51 1.52 2.53 3.54 4.5
5
Output
图4-3 噪声能量加倍后的输入输出信号
00.51 1.52 2.53 3.54 4.55
-5
5
10Input
00.51 1.52 2.53 3.54 4.55
-0.5
0.5
1
Output
图4-4 噪声能量减半后的输入输出信号
由图4-1,图4-2,图4-3.可以看出,当我将噪声能量由B N 0分别改为2B N 0和
B N 02
1
时,解调系统输入的解调信号与解调后输出的基带信号都发现了巨大的变化.这是因为解调信号就是由输入FSK 信号加上噪声后形成.
参数设计如下:信号为0时的频率fc1为2H Z ,信号为1时的频率fc2为5H Z..波特率fb 为1.采样频率为32 H Z .每次产生的比特个数为1000.输入基带为[0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0].snr=-12:3:10.snr2=10.^(snr./10).
结合图4-2图4-3图4-4可以很清晰的看出,当我将snr 的值扩大一倍或者缩小一倍时,噪声的能量也随即增加减少一倍.可以发现,无论是输入信号还是输出解调信号都发生了很大改变.输入信号的幅度值与噪声的增加成正比,而输出信号的幅度值也同样跟随噪声的改变而改变.
3.3 误码率
-10-8-6
-4-2024
10
-3
10
-2
10
-1
10
信噪比(dB)
B E R
图4-5 BER(误码率)的仿真结果.
-25-20-15
-10
-505
10
10
10
10
信噪比(dB)
B E R
图4-6 噪声能量加倍后的误码率
-3-2-1
123
10
10
10
信噪比(dB)
B E R
图4-7 噪声能量减半后的误码率
通过图4-5,图4-6,图4-7可以发现,噪声的变化对系统误码率也产生了影响,因此对系统的研究需要认真的考虑噪声的存在.另外,当系统输入比特发生变化的时候,同样会对误码率的影响.因此在实际仿真过程中,我将输入比特设置较大以降低噪声的影响.减小误码率。

参数设置:信号为0时的频率fc1为2H Z ,信号为1时的频率fc2为5H Z..波特率fb 为1.采样频率为32 H Z .每次产生的比特个数为1000.在改变噪声后误码率的改变很明显但是并没有产生数量级的变化,仍然在10-0与10-3之间.
当我将每次产生的比特个数由1000改为10000或者改为100时候,误码率的变化将会是巨大的.他将直接引起数量级的变化.因此在减小系统误码率的问题上,可以通过减小系统噪声,和增加每次产生的比特个数的办法来解决.
结论
本文中,我通过MATLAB 工具,通过相干检测法,对频移键控(FSK)进行了仿真处理,
仿真结果证明了课本理论的正确.
在实验过程中,我很好的利用键控法产生了FSK 信号,同时利用了相干解调法对FSK
信号进行了解调.最后利用MATLAB语言在MATLAB上通过程序实现FSK信号的仿真.最后对系统噪声的影响,误码率进行了较详细的分析.基本达到本次设计的要求.。

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