2FSK调制解调通信原理课程设计
2FSK数字频率调制解调仿真通信原理课程设计
XXXXXXXXXXXX通信原理课程设计题目２FSK数字频率调制解调计算机仿真院（系）电子工程与电气自动化学院专业电子信息工程学生姓名 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX学号 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师 XXXXXX 职称讲师论文字数摘要本文主要利用Systemview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，并对各个模块进行相应的参数设置。
在此基础上熟悉Systemview的功能及操作，最后通过观察仿真波形进行波形分析及系统的性能评价。
2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是模拟调频法，另一种是键控法，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。
这两种方法产生2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，而键控法产生的2FSK信号是由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。
本实验采用的是模拟调频法产生2FSK信号。
2FSK信号的接受也分相干和非相干接受两种，非相干接收方法不止一种，他们都不利用信号的相位信息。
故本设计采用相干解调法。
关键词：2FSK Systemview 调制解调误码率Computer simulation of 2FSK modulation anddemodulationAbstractThe design of this paper use Systemview to achieve 2FSK demodulator for digitalmodulation system. This design module comprises a source modulation, transmitting filter module, channel, receiver filter module, demodulation and the sink, and each module is set corresponding parameters. Familiar with the function and operation of Systemview on this basis, the performance evaluation of waveform analysis and system finally by observing the simulation waveform.There are two main methods of generating 2FSK signal: one is analog FM method, another is the key control method, namely through the switch circuit for gating on two different frequency in binary baseband control rectangle pulse sequence, making it during each symbol of the Ts output F1 or F2 two a carrier of. Differences in the two methods of generating 2FSK signal: phase 2FSK signal generated by the frequency modulation method in between adjacent symbol is the continuous change, the 2FSK signal keying is caused by electronic switch formed between two separate frequency source, therefore, between adjacent symbol phase is not necessarily continuous. In this experiment, using the 2FSK signal generation analog FM method. Received 2FSK signals are coherent and noncoherent reception two, noncoherent reception methods more than one, they are not using the phase information of the signals. This design use coherent demodulation method.引言：随着电子计算机的普及，数据通信技术正在迅速发展。
通信原理课程设计报告-2FSK调制与解调系统设计与仿真
通讯系统原理课程设计设计题目：2FSK调制与解调系统设计与仿真姓名:院（系）：专业：指导老师：日期：2FSK调制与解调系统设计与仿真指导教师摘要：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、接受滤波器模块、解调以及信宿，并未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及系统的性能评价。
关键词：2FSK MATLAB 调制解调引言：2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是调频法，一种是开关法。
这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元之间的相位不一定是连续的。
本设计采用后者--开关法。
2FSK信号的接收也分为相干和非相干接收两种，非相干接收方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。
故本设计采用相干解调法。
1 设计任务与要求1.1 设计要求（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讯系统的基本理论、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的基本实用方法，学会使用这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，拓展知识面，激发学习和研究的兴趣；（4）用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统；1.2设计任务根据课程设计的设计题目实现某种数字传输系统，具体要求如下；（1）信源：产生二进制随机比特流，数字基带信号采用单极性数字信号、矩形波数字基带信号波形；（2）调制：采用二进制频移键控（2FSK）对数字基带信号进行调制，使用键控法产生2FSK 信号；（3）信道：属于加性高斯信道；（4）解调：采用相干解调；（5）性能分析：仿真出该数字传输系统的性能指标，即该系统的误码率，并画出SNR（信噪比）和误码率的曲线图；2方案设计与论证频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。
2fsk解调课程设计
2fsk解调课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握2FSK调制解调的基本原理，理解频移键控的数学表达和信号特点。
2. 学会运用2FSK解调技术对实际信号进行处理，能够识别并分析2FSK信号的频谱特性。
3. 了解2FSK在通信系统中的应用，理解其在信息传输中的优缺点。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，通过实验或仿真软件进行2FSK信号的解调操作，提高动手实践能力。
2. 培养学生分析和解决2FSK解调过程中可能出现的实际问题，提升问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对通信科学的兴趣，培养主动探索和研究的科学精神。
2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力，使学生能够更好地在团队中发挥作用。
3. 增强学生的国家意识，认识到通信技术在我国社会发展中的重要性，激发学生的爱国情怀。
课程性质分析：本课程为高二年级电子信息技术课程，属于专业选修课。
课程内容具有较强的理论性和实践性，旨在培养学生的通信技术基础知识和实践能力。
学生特点分析：高二年级学生对电子信息技术有一定的基础，具有较强的学习能力和动手能力，对通信技术有一定的兴趣。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论联系实际，提高学生的实际操作能力。
2. 采用启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新意识。
3. 注重过程评价，关注学生的学习进步，激发学生的学习积极性。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 2FSK调制解调基本原理：介绍2FSK调制解调的概念、原理和数学表达，分析2FSK信号的频谱特性。
2. 2FSK信号的解调方法：讲解2FSK信号的解调原理，包括非相干解调和相干解调，分析各自优缺点。
3. 2FSK在通信系统中的应用：介绍2FSK在无线通信、卫星通信等领域的应用，分析其在实际通信系统中的作用。
4. 实践操作：安排学生进行2FSK信号解调的实验或仿真操作，巩固所学理论知识。
教学大纲安排如下：第一课时：2FSK调制解调基本原理，重点讲解2FSK信号的数学表达和频谱特性。
2FSK调制解调原理及设计
2FSK调制解调原理及设计2FSK调制解调技术通常用于调制两个离散频率（频移）来表示二进制数据流中的0和1、其中一个频率用于表示0，另一个频率用于表示1、在调制过程中，将基带数字信号转换为模拟信号，并将其移频到所需的频率。
解调过程则通过检测输入信号的频率来还原原始的二进制数据流。
1.调制器设计：调制器将二进制数据流转换为模拟信号，并在不同的频率上调制这些信号。
常见的调制器设计包括频率锁相环（PLL）和直接数字频率合成（DDS）。
PLL使用反馈回路来产生一个输出信号，其频率与输入信号的相位差很小。
DDS则使用数字信号直接合成所需的频率。
2.频率选择器：频率选择器用于选择调制信号的频率。
通过控制频率选择器的开关或滤波器，可以选择不同的频率来代表0和1、频率选择器可以是可编程的，以便在需要时切换不同的调制频率。
3.解调器设计：解调器将传输信号转换为数字信号，使数据能够被读取和处理。
解调器通常包括一个带通滤波器和一个判决器。
带通滤波器用于滤除不需要的频率成分，使解调信号只包含所需的频率分量。
判决器则用于将接收到的信号映射到二进制数据流中的0和14.错误检测和纠正：在接收端，通常还需要实施错误检测和纠正机制来提高数据传输的可靠性。
常见的错误检测和纠正方法包括奇偶校验、循环冗余检测（CRC）和海明码。
2FSK调制解调技术在数字通信系统中得到了广泛的应用，特别是在无线通信领域。
它具有简单可靠的特点，适用于低复杂度的通信系统。
同时，2FSK调制解调技术也可以扩展为多级FSK调制解调技术，以提高数据传输速率和信号带宽利用率。
总之，2FSK调制解调是一种常见且有效的数字调制解调技术，其原理和设计涉及调制器设计、频率选择器、解调器设计以及错误检测和纠正等关键步骤。
这种技术在数字通信系统中具有广泛的应用，并且可以根据需要进行扩展和优化。
2FSK调制解调通信原理课程设计
`课程设计报告课程名称：通信系统课程设计设计名称：2FSK调制解调仿真实现姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称： 2FSK调制解调仿真实现起止日期：指导教师：课程设计学生日志课程设计考勤表课程设计评语表2FSK 的调制解调仿真实现一、 设计目的和意义1、熟练地掌握matlab 在数字通信工程方面的应用。
2、了解信号处理系统的设计方法和步骤。
3、 理解2FSK 调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK 的调制解调，画出各个阶段的波形。
4、 学习信号调制与解调的相关知识。
5、通过编程、调试掌握matlab 软件的一些应用，掌握2FSK调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣； 二、 设计原理1．2FSK 介绍：数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。
数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。
2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
其表达式为：{)cos()cos(212)(n n t A t A FSK t e ϕωθω++=典型波形如下图所示。
由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。
因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成：)cos()]([)cos(])([)(2_12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ϕωθω+-++-=∑∑ z1011001t aks 1(t)cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t+θn )cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn)2FSK 信号t t t t t t图1 原理框图2．2FSK 调制原理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。
（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。
通信原理matlab课程设计2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调matlab仿真
通信原理matlab课程设计--2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调matlab仿真南昌大学通信原理课程设计报告题目: 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调matlab仿真姓名：学院：信工学院专业：指导教师：完成日期：2013 年5 月5日一、设计要求课程设计需要运用MATLAB 编程实现2ASK,2FSK,2PSK ，2DPSK 调制解调过程，并且输出其源码，调制后码元以及解调后码元的波形。
二、基本原理二进制数字调制技术原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使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。
通常使用键控法来实现数字调制，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。
(1)振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和相位保持不变，在2ASK 中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息‘0’和‘1’。
OOK （通－断键控）是一种常用的二进制振幅键控式模拟调制器法 键控法包络检波法)开关电路2e2e同步检测法(2) 一个2FSK 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。
2FSK 信号的产生方法采用模拟调频电路来实现：信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。
采用键控法来实现：相邻码元之间的相位不一定连续。
2FSK 信号的解调方法相干解调2e FSK2e FSK非相干解调(3) 2PSK 以载波的相位变化作为参考基准的，当基带信号为0时相位相对于初始相位为0， 当基带信号为1时相对于初始相位为180°。
调制器原理方框图如下：检控法2PSK 信号的解调器原理方框图(4) 2DPSK 是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。
2FSK--调制与解调
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将通过低通滤波器得到的两个波用抽样判决器来完成最终的解调工作。
二、MATLAB 简介
MATLAB 是美国 MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据 可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 两大部分。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及 非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境 中，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
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图6
两个低通滤波器(Analog Filter Design2 和 3)的参数设置 Filter type(滤 波器类型）选 Lowpass(低通），Filter order(滤波器系数）为 2，Passband enge frequency(通频带频率）为π。（如图 7 和图 8）
图7 11
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五、心得体会
到现在，整个 2fsk 的课程设计终于是完成了，通过这次的课程设计，是我 获得了主要有以下几点的体会和认识：
首先，是我对 2fsk 的调制和解调原理有了一个比较全面和具体的认识，因 为要完成这个设计，必须要对 2fsk 的原理有一个深入的了解，在仿真的时候遇 到问题才能够做到心中有数，知道错误出现在哪里，究竟该如何改正，哪里需 要可以进行优化，使得仿真的结果更接近于理论上的值。通过这次的课程让我 明白了要学好理论知识，武装好自己，才能够有余力进行下一步实际上的学习， 探索。理论基础知识就像是打房基。所谓“工欲善其事，必先利其器”，掌握 到好的资料素材是对前期的工作很重要的。刚接触的软件还是有一些困难，熟 练是慢慢培养起来的，如一些元件的调用在 simulink 中的实现需要慢慢了解， 又如滤波器的选择都不是刚接触就能掌握的。充分的利用好网络资源应该是完 成这次课程设计的关键。
2FSK调制课程设计
2FSK调制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解2FSK（二进制频移键控）的基本概念，掌握其调制解调原理；2. 使学生掌握2FSK信号的数学表达，频谱特性以及功率谱密度；3. 引导学生了解2FSK在实际通信系统中的应用及其优势。
技能目标：1. 培养学生运用2FSK调制技术进行信号传输的能力，能够完成简单的2FSK 调制解调实验；2. 培养学生分析和解决2FSK通信过程中出现问题的能力；3. 提高学生利用所学知识解决实际通信问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信科学的兴趣和热情，激发他们探索通信领域奥秘的欲望；2. 培养学生团队合作精神，增强他们面对问题的勇气和信心；3. 引导学生认识到通信技术在现代社会中的重要性，培养他们的社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够解释2FSK的基本原理，并用自己的语言描述其工作过程；2. 学生能够运用所学知识进行2FSK信号的仿真和分析，完成调制解调实验；3. 学生能够通过小组讨论、课堂汇报等形式，展示对2FSK通信技术的理解和应用；4. 学生能够关注通信领域的发展，认识到通信技术对社会的贡献，激发他们的学习热情和动力。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 2FSK基本概念与原理：- 2FSK的定义及其在通信系统中的应用；- 2FSK调制解调原理及其数学表达；- 2FSK信号的产生与接收。
2. 2FSK信号特性分析：- 2FSK信号的频谱特性；- 2FSK信号的功率谱密度；- 2FSK信号的抗干扰性能。
3. 2FSK调制解调技术：- 2FSK调制方法及其仿真实现；- 2FSK解调方法及其仿真实现；- 2FSK调制解调实验操作与结果分析。
4. 2FSK应用案例分析：- 2FSK在实际通信系统中的应用场景；- 2FSK与其他调制技术的比较；- 2FSK通信系统的性能优化。
武汉科技大学(武科大)通信原理课程设计(实验)2FSK的调制与解调要点
信息科学与工程学院课程设计报告课程名称：通信原理专业：班级：学号：姓名：指导老师：二进制频移监控（2FSK ）的仿真与分析一） 设计内容利用matlab 编程或simulink 对2FSK 的调制和解调整个流程进行仿真。
二） 设计要求A)要求分析2FSK 的调制解调过程及其理论原理；B)利用matlab 编程或simulink 实现2FSK 整个系统的仿真； C)能够以图形化方式呈现对仿真过程中的重要接点处的波形； D)选用不同的调制频率验证课程中关于2FSK 的最小频率间隔的讨论。
一、2FSK 的调制解调过程及其理论原理1、表示式：⎩⎨⎧++=”时当发送“”时当发送“0)cos(1)cos()(0011ϕωϕωt A t A t s“1“1“0T2、产生方法：调频法：相位连续开关法：相位不连续3、接收方法：相干接收：非相干接收：（1）包络检波法：（2）过零点检测法二、最小频率间隔在原理上，若两个信号互相正交，就可以把它完全分离。
对于非相干接收：设: 2FSK 信号为⎩⎨⎧++=”时当发送“”时当发送“0)cos(1)cos()(0011ϕωϕωt A t A t s为了满足正交条件，要求 ：⎰=+⋅+Tdt t t 000110)]cos()[cos(ϕωϕω即要求：上式积分结果为：假设ω1+ω0>>1，上式左端第1和3项近似等于零，则它可以化简为由于ϕ1和ϕ0是任意常数，故必须同时有0)sin(01=-T ωω和 上式才等于0。
即要求：πωωn T =-)(01和πωωm T 2)(01=-式中，n 和m 均为整数。
为了同时满足这两个要求，应当令πωωm T 2)(01=-即令Tm f f /01=-所以，当取m =1时是最小频率间隔，它等于1 /T 对于相干接收：可以令01=-ϕϕ于是，式 0]1))[cos(sin()sin()cos(01010101=---+--T T ωωϕϕωωϕϕ化简为：)sin(01=-T ωω因此，要求满足：T n f f 2/01=-即，最小频率间隔等于1 / 2T 。
2FSK信号调制与解调
课程设计(论文)任务书信息工程学院通信工程专业11-1 班一、一、课程设计(论文)题目基于Simulink的数字通信系统的仿真设计二、课程设计(论文)工作自2021 年6 月16 日起至2021 年 6 月27 日止。
三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室〔4-410〕。
四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的〔1〕使学生掌握通信系统各功能模块的根本工作原理；〔2〕培养学生采用Simulink仿真软件对各种电路进行仿真的方法；〔3〕培养学生对二进制数字调制及解调电路的理解能力；〔4〕能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力；〔5〕提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1〕根本要求：〔1〕学习Simulink仿真软件的使用；〔2〕对数字通信系统调制及解调电路各功能模块的工作原理进行分析；〔3〕提出数字通信系统调制及解调电路的设计方案，选用适宜的模块；〔4〕对所设计系统进行仿真；〔5〕并对仿真结果进行分析。
a. 2ASK调制及解调b. 2FSK调制及解调c. 2PSK调制及解调d. 2DPSK调制及解调e. MASK，MFSK，MPSK，MSK，QAM〔至少选做一种〕2〕创新要求：3〕课程设计论文编写要求〔1〕要按照书稿的规格打印誊写毕业论文〔2〕论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等〔3〕毕业论文装订按学校的统一要求完成4〕辩论标准：〔1〕完成原理分析〔20分〕〔2〕系统方案选择〔30分〕〔3〕仿真结果分析〔30分〕〔4〕论文写作〔20分〕5〕参考文献：〔1〕王俊峰.?通信原理MATLAB仿真教程? 人民邮电出版社第1版 .2021.11.1 〔2〕赵静.?基于MATLAB的通信系统仿真? 北京航空航天大学出版社6〕课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆仿真 5 实验室撰写论文 3 实验室学生签名：2021年6月16日课程设计(论文)评审意见〔1〕完成原理分析〔20分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔2〕系统方案选择〔30分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔3〕仿真结果分析〔30分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔4〕论文写作〔20分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔5〕格式标准性及考勤是否降等级：是〔〕、否〔〕评阅人：职称：副教授2021 年6 月27 日摘要：Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulink作为一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。
通信原理课程设计基于Matlab的2FSK调制及仿真
课程设计课程名称通信原理系别：运算机科学系专业班级：通信一班目录一、设计题目 (3)2、设计原理 (3)3、实现方式 (4)4、设计结果及分析 (7)五、参考文献 (10)Ⅰ.设计题目基于Matlab 的2FSK 调制及仿真Ⅱ.设计原理数字频率调制又称频移键控，记作FSK ；二进制频移键控记作2FSK 。
2FSK 数字调制原理：一、2FSK 信号的产生：2FSK 是利用数字基带信号操纵在波的频率来传送信息。
例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。
故其表示式为{)cos()cos(21122)(θωθωϕ++=t A t A FSK t时发送时发送"1""0"式中，假设码元的初始相位别离为1θ和2θ；112f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。
2FSK 信号的产生方式有两种：（1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。
如图1-1（a ）所示。
（2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相别离操纵两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。
如图1-1（b ）所示。
这两种方式产生的2FSK 信号的波形大体相同，只有一点不同，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是持续的，而键控法产生的2FSK 信号，那么别离有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不必然是持续的。
(a) (b)图1-1 2FSK 信号产生原理图由键控法产生原理可知，一名相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即)cos(])([)cos(])([)cos(·)()cos()()(221122112θωθωθωθωϕ+-++-=+++=∑∑∞-∞=∞-∞=t nT t g a t nT t g a t t g t t g t n s n n s n FSK其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。
2FSK调制与解调系统设计
2FSK调制与解调系统设计引言：频移键控（FSK）是一种基于频率变化来传输信息的调制技术，它在很多应用中被广泛使用，如无线通信、数据传输等。
本文将介绍2FSK调制与解调系统设计的原理和实现。
1.系统设计要求：设计一个2FSK调制解调系统，满足以下要求：-使用两个信号频率（f1和f2）进行二进制调制，其中f1表示二进制‘0’，f2表示二进制‘1’。
-采用正弦波作为调制波形，调制指数保持为1-采用相干解调方式进行解调。
2.系统设计步骤：（1）调制设计：然后，使用正弦波产生器生成对应信号频率的正弦波。
将正弦波与二进制码序列进行调制，可以通过调制电路（如倍频器，可变频率的振荡器等）完成。
最后，得到调制信号。
（2）解调设计：采用相干解调方式进行解调。
相干解调是通过与已知频率的正弦波进行相乘，在经过低通滤波器之后，得到原始信号的解调结果。
首先，设计一个频率锁定环路（PLL），用于锁定接收信号的频率，确定解调时所采用的解调频率。
然后，通过解调电路对接收的信号进行解调。
解调电路的关键在于使用与PLL锁定频率相同的正弦波对接收信号进行相乘。
相乘之后，经过低通滤波器，得到解调信号。
最后，通过解调信号恢复原始的二进制码序列。
3.系统实现：（1）调制实现：根据系统设计要求，选择两个信号频率（f1和f2）。
通过正弦波产生器生成这两个频率的正弦波。
将正弦波与二进制码序列进行调制，采用合适的调制电路完成调制。
根据调制原理，可以得到调制信号。
（2）解调实现：设计一个频率锁定环路（PLL），用于锁定接收信号的频率。
频率锁定环路通常包括相位锁定环和频率鉴别器。
通过解调电路对接收的信号进行解调。
解调电路采用与PLL锁定频率相同的正弦波进行相乘，经过低通滤波器得到解调信号。
通过解调信号恢复原始的二进制码序列。
4.总结：本文介绍了2FSK调制解调系统的设计原理和实现步骤。
调制部分使用两个信号频率对应二进制码，采用正弦波进行调制；解调部分采用相干解调方式，通过与PLL锁定频率相同的正弦波进行相乘，经过低通滤波器得到解调信号。
2FSK调制解调器的设计
DSP 系 统 课 程 设 计
——2FSK 调制解调器的设计
学
院：
电子信息工程学院 赵伟杰 孙李年 12274056 12213080
2
北 京 交 通 大 学 DSP 课 程 设 计 报 告
图 连续相位的二进制频移键控(2FSK)信号波形图
2、解调器设计
2FSK 信号的数字解调采用如下图所示这种简单、占用存储空间小的 2FSK 信号差分检波解调算法。 它是模拟信号解调电路用到的差分检波原理在 2FSK 信 号数字解调中的具体实现。
四、 程序设计、调试与结果分析
1. 参数定义说明
float _COSX; #define x 12 #define N 40*x float _sinx[N]; Int16 sdata[N]; Int16 rdata[N]; Int16 rdata1[N]; Int16 sourData[N]={0}; Int16 outData[N]={0}; num=40*m; int i,k,num,m=0,b=0; char q; float B; int n,p=20; int a[x]; int r[x]; //误码率 //延迟点数 p //输入数据 //判决后再生数据
//函数初始值的第一个数
//函数初始值的第一个数
_sinx[i]=2*_COSX*_sinx[i-1]-_sinx[i-2]; sdata[i]=_sinx[i]*128; }
4. 延时、相乘
前面已经计算过要延时 20 个采样点，将延时之后的数据放入 rdata 中，再与 接收的没有延时的数据相乘，结果放于 rdata1 中。 for(n=0;n<num-20;n++) rdata[n]=outData[p++]; for(p=0;p<20;p++) rdata[n++]=outData[p]; for(i=0;i<num-1;i++) { rdata1[i]=rdata[i]*outData[i]; }
2FSK调制与解调电路课程设计报告
目录摘要 (2)1 设计基本原理和系统框图 (3)1.1总体原理 (3)1.2系统框图 (3)1.2.1调制部分 (3)1.2.2 解调部分 (4)1.3二进制移频键控(2FSK)的参数设置 (5)2 各单元电路设计 (7)2.1 调制 (7)2.1.1时钟脉冲产生和分频 (7)2.1.2滤波电路和数字键控开关 (7)2.2 解调 (8)2.2.1带通滤波器 (8)2.2.2包络检波器和抽样判决器 (9)3 系统进行调试结果 (10)结论 (12)参考文献 (13)附录 (14)后记 (17)摘要2FSK是一种在无线通信中很有吸引力的数字调制方式，目前在短波，微波和卫星通信中均被采用。
随着超大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，数字信号处理（DSP）技术在通信领域中已有了广泛的应用。
本论文研究并实现了基于DSP的全数字2FSK发送与接收系统。
本文分析并防真了基于直接数字频率合成原理的2FSK全数字调制的方法；分析并防真了基于差分基带相位傅立叶变换的载波频偏和位定时算法.最终得到结果如下：1.实现了数字的2FSK数字化调制。
本文在独立设计的DSP系统上进行了调制实验。
通过改变程序中的参数，成功实现了多种速率的数据发送。
2.实现了2FSK信号的数字化接收。
接收工作包括数据的读入，载波频偏估计，位同步，解调。
本设计所研究的内容适应当前科学技术的发展与更新，具有一定的实用价值。
本文所提出的实现数字化调制，同步和解调的方法，仍然是当前通信领域中先进的技术，具有一定的理论和实践意义；在本研究中开发的DSP目标板可为实验的后续研究提供实用的研究平台。
关键词：2FSK 数字调制调制同步解调正文1 设计基本原理和系统框图1.1总体原理随着当代经济的发展，信息的传递起到了至关重要的作用。
而传递信息都用到了调制与解调。
所谓常调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。
这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。
设计性实验——2FSK调制、解调
设计性实验2FSK调制、解调实验一、实验目的1．掌握用移频键控法产生2FSK信号的原理及硬件实现方法；2．掌握用过零点检测法解调2FSK信号的原理及硬件实现方法；3．加深对位同步信号提取原理的理解，了解其硬件实现方法；4．了解锁相环对消除相位抖动的原理及作用。
二、实验内容1.2FSK调制（发送）实验。
2.2FSK解调（接收）实验。
3.位同步提取实验。
4.眼图、奈奎斯特准则实验。
5.归零码与位定时实验。
6.眼图与判决时间选取实验。
三、实验仪器及设备1.20MHZ双踪示波器 GOS-6021 1台2.函数信号发生器/计数器 SP1641bB 1台3.直流稳压电源 GPS-X303/C 1台4.万用表 1块5.2FSK调制解调实验箱 1个四、实验原理及电路（一）实验原理实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类:直接调频法和移频键控法。
本实验使用的是移频键控法，它便于用数字集成电路来实现。
移频键控，或称数字频率调制，是数字通信中使用较早的一种调制方式。
数字频率调制的基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息。
在数字通信系统中，这种频率的变化不是连续的，而是离散的。
比如，在二进制的数字频率调制系统中，可用两个不同的载频来传递数字信息，故移频键控常写作2FSK(Frequency Shift Keying)。
2FSK广泛应用于低速数据传输设备中，根据国际电报和电话咨询委员会(CCITT)的建议，传输速率为1200波特以下设备一般采用2FSK。
2FSK方法简单、易于实现，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也较强。
因此，2FSK已成为在模拟电话网上利用调制解调制器来传输数据的低速、低成本的一种主要调制方式。
在一个2FSK系统中，发端把基带信号的变化规则转换成对应的载频变化，而在收端则完成与发端相反的转换。
由于2FSK信号的信道中传输的是两个载频的切换，那么其频谱是否就是这两个载频的线谱呢?或者说信道的频带只是这两个载频之差呢?答案是否定的。
2FSKFSK通信系统调制解调综合实验电路设计
2FSKFSK通信系统调制解调综合实验电路设计以下是一个关于2FSK/FSK通信系统调制解调综合实验电路设计的文本，并附有示意图，共计1200字以上：引言：2FSK（双频调制）和FSK（频移键控）是一种常用的数字调制技术，广泛应用于通信系统中。
本实验旨在设计一个基于2FSK/FSK调制解调的通信系统电路。
1.系统概述本系统由两部分组成：调制器和解调器。
调制器负责将数字信号转换为2FSK/FSK信号，解调器负责将接收到的2FSK/FSK信号转换为数字信号。
2.调制器设计调制器的设计包括以下步骤：-数字信号生成：生成一个长度为N的数字信号序列，表示待传输的信息。
-符号映射：将数字信号映射为对应的2FSK/FSK调制信号。
例如，可以将“0”映射为低频信号，将“1”映射为高频信号。
-调制信号生成：使用相应的调制技术，将映射后的2FSK/FSK信号生成为模拟信号。
例如，对于2FSK调制，可以使用两个不同的频率来表示“0”和“1”；对于FSK调制，可以使用频率的变化来表示“0”和“1”。
-输出：将调制后的信号输出至发送端。
3.解调器设计解调器的设计包括以下步骤：-信号接收：接收从发送端发送的调制信号。
-频率检测：检测接收到的信号的频率变化，判断其对应的数字信号。
-符号还原：根据频率的变化，将接收到的频率信号还原为对应的数字信号。
-输出：将还原后的数字信号输出至接收端。
4.电路设计根据调制器和解调器的设计要求，可以设计以下电路模块：-时钟模块：用于生成系统所需的时钟信号。
-数字信号生成模块：负责生成数字信号序列。
-符号映射模块：根据数字信号将其映射为2FSK/FSK信号。
-调制信号生成模块：根据2FSK/FSK信号生成调制信号。
-信号接收模块：接收从发送端发送的调制信号。
-频率检测模块：检测接收到的信号的频率变化。
-符号还原模块：根据频率变化将接收到的信号还原为数字信号。
-输出模块：负责将数字信号输出至接收端。
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`课程设计报告课程名称：通信系统课程设计设计名称：2FSK调制解调仿真实现姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：课程设计任务书学生班级：学生：学号：设计名称：2FSK调制解调仿真实现起止日期：指导教师：课程设计学生日志课程设计考勤表课程设计评语表2FSK 的调制解调仿真实现一、 设计目的和意义1、 熟练地掌握matlab 在数字通信工程方面的应用。
2、 了解信号处理系统的设计方法和步骤。
3、理解2FSK 调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK 的调制解调，画出各个阶段的波形。
4、 学习信号调制与解调的相关知识。
5、通过编程、调试掌握matlab 软件的一些应用，掌握2FSK 调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣；二、 设计原理1．2FSK 介绍：数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。
数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。
2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
其表达式为：{)cos()cos(212)(n n t A t A FSK t e ϕωθω++=典型波形如下图所示。
由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。
因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成：)cos()]([)cos(])([)(2_12n s nn n ns n FSK t nT t g a t nT t g a t s ϕωθω+-++-=∑∑z101101tak s 1(t)cos (w1t+θn ) s 2(t)s 1(t) co s(w1t+θn )cos (w2t+φn)s 2(t) cos (w2t+φn)2FSK 信号tttttt图1 原理框图2．2FSK 调制原理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。
本次课程设计采用的是前面一种方法。
如下原理图：图2 调制原理框图3．2FSK解调原理2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用的是相干解调方式。
根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对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其原理如下：图3 相干解调原理框图三、详细设计步骤1．信号产生：二进制随机序列和两列频率不等的载波1)利用matlab 库函数产生10个二进制随机数，也就是我们的基波调制信号a。
并画出其波形。
2)产生两列余弦波tuf1和tuf2，频率分别为f1=20hz,f2=100hz；并画出其波形。
2．信号调制：产生2FSK信号和加入高斯噪声后的2FSK信号1)用二进制序列a去调制f1和f2，产生2fsk信号，具体做法是用以a生成的方波信号g1a直接与tuf1相乘，用a取反后的方波g2a与tuf2相乘，再将两列信号相加。
并画出其波形。
2)调用matlab 库函数产生高斯噪声no，并与2fsk信号相加得到加入噪声后的sn信号。
并画出其波形。
3．解调1)对于两列让sn通过两个带通滤波器H1和H2，他们分别以f1和f2为中心频率，并画出经过带通滤波器后的波形。
2)对这两列波形分别相干解调乘以与他们同频同相的余弦波tuf1和tff2，画出此时的波形。
3)让这两列波形再通过低通滤波器sw1和sw2得到这两列基带调制波形g1a和g2a.画出其波形。
4)最后将两列波g1a和g2a通过抽样判决器，画出其波形st，并与之前调制后的波形sn做对比。
四、设计结果及分析1．信号产生波形figure(1)图4 figure(1)figure(1)分析：第一幅图现实了此时产生的二进制序列是1011011011，第二和第三幅图片是频率为20hz的载波tuf1和频率为100hz的载波tuf2的波形。
2．信号调制波形figure(2)图5 figure(2)figure(2)分析由于产生的随即序列是1011011011，对比上面figure2可以看出，波形较疏的是tuf1，波形较密的是tuf2，上图呈现的序列是：1011011011，与调制波相符。
3. 信号解调1)波形figure(3)图6 figure(3)figure(3)分析：经过带通滤波器之后滤出了频率为f1和f2的载波，从figure(2)和figure(3)的对比可以看出这一步做对了。
2)波形figure(4)图7 figure(4)figure(4)分析：这是两列信号经过相干解调乘以同频同相的载波之后得到的波形，可以看出figure(4)比figure(3)的波形更密了。
3)波形figure(5)图8 figure(5)figure(5)分析：经过低通滤波器之后，调制信号被滤出来了，第一幅为tuf1，滤波后的序列为：1011011011，与之前的调制信号相同。
第二幅图为：010*******，与调制信号相反，这是因为在程序中队调制信号取反之后才和tuf2相乘的。
4)波形figure(6)图9 figure(6)figure(6)分析：经过抽样判决之后，恢复出来的基带信号是：1011011011，与调制信号一样，从原始波形也可以看出，解调后的波形与调制信号相同。
2FSK调制解调实现。
4. 课程设计程序：fs=2000; %抽样频率dt=1/fs;f1=20; %定义两列载波的频率f2=100;a=round(rand(1,10)); %产生二进制随机序列g1=a;g2=~a;g11=(ones(1,2000))'*g1; %产生方波信号g1a=g11(:)';g21=(ones(1,2000))'*g2;g2a=g21(:)';t=0:dt:10-dt;t1=length(t);tuf1=cos(2*pi*f1.*t)tuf2=cos(2*pi*f2.*t)subplot(311)n=0:9;x=square(1,50);stem([0:9],a*x);grid;xlabel('二进制随机序列')ylabel('幅度')subplot(312);plot(t,tuf1);title('频率为f1的余弦波')ylabel('幅度')subplot(313);plot(t,tuf2);title('频率为f2的余弦波')ylabel('幅度')figure(2)fsk1=g1a.*tuf1;fsk2=g2a.*tuf2;fsk=fsk1+fsk2;no=0.01*randn(1,t1);%噪声sn=fsk+no;subplot(211);plot(t,fsk);title('2fsk波形')ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sn);title('加入高斯噪声后的2fsk波形')ylabel('幅度的大小')xlabel('t')figure(3) %FSK解调b1=fir1(101,[10/800 20/800]);b2=fir1(101,[90/800 110/800]); %设置带宽参数H1=filter(b1,1,sn); %b1为分子，1为分母，sn为滤波器输入序列H2=filter(b2,1,sn); %噪声信号同时通过两个滤波器subplot(211);title('经过带通滤波器H1后的波形') %画出经过H1滤波器后的波形ylabel('幅度');subplot(212);plot(t,H2); %画出经过滤波器二后的波形title('经过带通滤波器H2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')sw1=H1.*H1; %相干解调乘以同频同相的载波sw2=H2.*H2;%经过相乘器figure(4)subplot(211);plot(t,sw1);title('经过相乘器h1后的波形') %画出乘以同频同相载波后的波形ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sw2);title('经过相乘器h2后的波形')ylabel('.幅度')xlabel('t')bn=fir1(101,[2/800 10/800]); %经过低通滤波器figure(5)st1=filter(bn,1,sw1);st2=filter(bn,1,sw2);subplot(211);title('经过低通滤波器sw1后的波形') %经过低通滤波器，滤出频率ylabel('幅度') %为f1,f2的基带调制信号波形subplot(212);plot(t,st2);title('经过低通滤波器sw2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')%判决for i=1:length(t)if(st1(i)>=st2(i))st(i)=0;else st(i)=st2(i);endendfigure(6)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title('经过抽样判决器后的波形') %画出经过抽样判决的波形ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sn);title('原始的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')五、体会通过这次课程设计，自己收获了很多新的知识；首先让自己结识了matlab这个软件。
它不仅能做数学上的计算、画图，还置了很多强大的算法和一些集成的工具，如：FFT，fir，hamming等等。
而我们在使用matlab 时只需要调用简单的函数命令就可以实现很多功能，用matlab可以大大简化很多运算，同时我们可以将书上的理论知识用matlab去仿真和实现。
如果让自己去实现这些功能，就很难想象了。