通信原理课程设计-2FSK数字通信系统的设计与建模
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。
课程设计----二进制数字频带传输系统(2FSK系统)设计
二进制数字频带传输系统设计——2FSK 系统1 技术要求设计一个2FSK 数字调制系统，要求： 1）设计出规定的数字通信系统的结构；2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）； 3）用Matlab 或SystemView 实现该数字通信系统； 4）观察仿真并进行波形分析； 5）系统的性能评价。
2 基本原理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。
2FSK 信号的产生方法主要有两种。
一种可以采用模拟电咱来实现；另一种可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关对两个不同的独立源进行先通，使其在每一个码元期间输出f1和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 信呈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，是邮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不定期连续。
频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。
在2FSK 中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。
故其表达式为：{)cos()cos(212)(n n t A t A FSK t e ϕωθω++=典型波形如下图所示。
由图2.1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+-++-=∑∑1111tak 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2.1 2FSK 信号的调制过程原理图2.1 2FSK 数字系统的调制原理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。
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。
实验八-数字频带系统—2FSK系统
西安邮电大学《通信原理》软件仿真实验报告实验名称：实验八数字频带系统——2FSK系统院系：通信与信息工程学院专业班级：通工学生姓名：学号：（班内序号）指导教师：报告日期：2013年5月15日实验八数字频带系统——2FSK系统●实验目的：1、掌握2FSK信号的波形和产生方法；2、掌握2FSK信号的频谱特点；3、掌握2FSK信号的解调方法；4*、掌握2FSK系统的抗噪声性能。
●仿真设计电路及系统参数设置：数字频带系统——2FSK系统仿真设计电路图1 数字频带系统——2FSK系统仿真设计电路时间参数：No. of Samples =8192；Sample Rate =10000Hz单极性不归零码Rate = 100Hz，Amp =1V，Offset = 1V；载波1Amp = 1V，Freq = 1000Hz；载波2Amp = 1V，Freq= 500Hz；功率谱密度选择（dBm/Hz 1 ohm）；带通滤波器8、22参数为850Hz-1150Hz，带通滤波器9、23参数为350Hz-650Hz；低通滤波器14、15、26、27参数为0-250Hz；采样器采样频率为100Hz；比较器，Compare=“>=”，True output=2v，False output=0v；仿真波形及实验分析：1、采用键控法，记录2FSK信号的波形和功率谱密度；2、调整载频，观察并记录2FSK信号功率谱密度的变化；载波1Amp = 1V，Frep = 1000Hz；载波2Amp = 1V，Frep =900Hz；带通滤波器8、22参数改为850Hz-1150Hz，带通滤波器9、23参数为750Hz-1050Hz；图2-1 2FSK信号的功率谱密度分析：由上看出2FSK信号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，连续谱由两个中心位于f1和 f2处的双边谱叠加而成。
连续谱的形状随着两个载频之差|f1-f2|的大小而变化，若|f1-f2|≤fs则出现单峰；若|f1-f2|＞fs，出现双峰。
通信原理课程设计报告（FSK）
通信原理课程设计报告（FSK）第一篇：通信原理课程设计报告(FSK)2FSK系统的调制与解调（一）课程设计目的：1.培养自己综合运用理论知识解决问题的能力。
2.学会应用Matlab的Simulink工具对通信系统进行仿真。
3.培养学生的自主创新能力与创新思维。
4.让学生初步掌握如何撰写课程设计总结报告。
（二）设计要求与内容：1).设计内容：完成2FSK系统，调制方法为开关法，解调法为相干解调。
2).设计要求：（1）设计2FSK系统数字通信系统的原理图。
（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（包括低通滤波器、带通滤波器、基带信号、载波信号、高斯白噪声等）。
（3）观察仿真结果并进行波形分析（中间波形变化、眼图）。
（4）分析计算影响系统性能的因素。
（三）设计步骤1).2FSK系统原理图：2).各个模块具体参数：（1）.正弦波发生器1：（2）.正弦波发生器2：（3）.高斯白噪声：（5）带通通滤波器2：4）.带通通滤波器1：6）.低通通滤波器1：（（（7）带通滤波器2：（8）.判决器：3).仿真结果及波形分析：（1）基带信号：（2）调制信号1：（3）调制信号2：（4）调制后信号：（5）加了噪声的信号：（6）经过带通滤波器1后：（7）经过带通滤波器2后：（8）经过低通滤波器1后：（9）经过低通滤波器2后：（10）解调后的信号：（11）经判决器解调后的信号：（12）眼图：（四）分析误码率：1r Pe=erfc()22r =A2σ22由A=1σ=0.05⇒ r =10 2pe=8.50036660252034*10-4（五）设计心得体会：从设计中检验我所学的理论知识到底有多少，巩固已经学会的，不断学习我们所遗漏的新知识，把这门课学的扎实。
第二篇：通信原理课程设计报告课题学院专业学生姓名学号班级指导教师通信原理课程设计报告基于MATLAB的2FSK仿真电子信息工程学院通信工程二〇一五年一月基于MATLAB的基带传输系统的研究与仿真——码型变换摘要HDB3码编码规则首先将消息代码变换成AMI码；然后检查AMI码中的连0情况，当无4个或4个以上的连0串时，则保持AMI的形式不变；若出现4个或4个以上连0串时，则将1后的第4个0变为与前一非0符号（+1或-1）同极性的符号，用V表示（+1记为+V，-1记为-V）；最后检查相邻V符号间的非0符号的个数是否为偶数，若为偶数，则再将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或-B符号，且B的极性与前一非0符号的极性相反，并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化关键词: HDB3码 MATLAB编码原则 V码 B码目一、背景知识二、MATLAB仿真软件介绍三、仿真的系统的模型框图四、使用MATLAB编程（m文件）完成系统的仿真五、仿真结果六、结果分析七、心得、参考文献录正文部分一、背景知识在实际的传输系统中，并不是所有的代码电气波形都可以信道中传输。
(完整版)基于MATLAB的2FSK数字通信系统设计
基于MATLAB的2FSK数字通信系统设计一、课程设计目的本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。
通过这次课程设计，使同学认识和理解通信系统，掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。
要求学生掌握通信原理的基本知识，运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。
能够根据设计任务的具体要求，掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。
对一个实际课题的软件设计有基本了解，能进一步掌握高级语言程序设计基本概念，掌握基本的程序设计方法，拓展知识面，激发在此领域中继续学习和研究的兴趣，为学习后续课程做准备。
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，设计一2FSK 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。
可以基于MATLAB 仿真软件以及Simulink仿真环境设计该系统。
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、设计原理在二进制数字调制中，若正弦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，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。
二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。
然后在MATLAB中产生高斯白噪声，这非常方便，可以直接应用两个函数，一个是WGN，另一个是AWGN。
2FSK
目录通信原理课程设计任务书 (1)一一、绪论.............................................. ..2二.通信仿真的意义...................................... ..2三.设计基本原理 (3)四、课题方案设计 (8)五、信号仿真图 (11)六、系统各参数的设定......... . (14)七、设计小结.................... (15)八.参考文献....................... . (15)《通信原理课程设计》任务书一.绪论：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。
二、通信仿真的意义：现代通信系统是一个十分复杂的工程系统，通信系统设计研究也是一项十分复杂的技术。
由于技术的复杂性，在现代通信技术中，越来越重视采用计算机仿真技术来进行系统分析和设计。
随着电子信息技术的发展，已经从仿真研究和设计辅助工具，发展成为今天的软件无线电技术，这就使通信系统的仿真研究具有更重要和更实用的意义。
计算机仿真技术的基础，是建立工程问题的数学模型。
只有建立了工程问题的数学模型，才能通过计算机进行仿真，达到对系统分析和检验的目的。
但由于现代通信系统和电子系统的复杂性，在许多时候直接建立数学模型是相当复杂的，也不利于工程使用。
因此，在电子系统的分析和设计中，人们一直希望有一种既能按物理概念直接建立分析和仿真模型，又能提供直观数学模型分析和仿真的工具。
SystemView就是一种比较适合这两种建模方法的现代通信系统设计、分析和仿真试验工具。
通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，因此，在通信系统的设计研发环节中，在进行实际硬件系统试验之前，软件仿真已成为必不可少的一部分。
目前，电子设计自动化EDA(Electronic Design Automatic)技术已经成为电子设计的潮流。
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调制的简单数字通信系统设计报告
2FSK调制的简单数字通信系统一、系统概述数字频率调制又称频移键控(Frequency Shift Keying)，二进制频键控记作2FSK。
数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送数字消息控制载波的频率。
2FSK信号便是符号“1”对应于载频，而符号“0 对于载频（与不同的另一载频）的已调波形，而且与之间的改变是瞬间完成的2FSK键控法则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频源进行选通。
键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现，应用广泛。
系统由电源电路、基带信号产生电路、32KHz正弦载波产生电路16KHz正弦载波产生电路、调制电路、解调电路组成二、单元电路的设计与分析1.电源电路图1电源电路主要有整流桥，变压器以及稳压模块（lm7805,lm7812,lm7905,lm7912）,经过上述稳压模块分别输出+5v,+12v,-5v,-12v的电压，其稳压模块芯片均为三管脚，78系列1为输入，2为接地，3为输出，而79系列1为接地，2为输入，3为输出2.基带信号产生电路图2仿真结果图3由仿真结果可知，该电路可以产生1110010的序列，并且可以进行极性转换。
a..移位寄存器部分图3QB QC QD SR1 0 1 10 1 1 11 1 1 01 1 0 01 0 0 10 0 1 00 1 0 1表1反馈系数为B D Q Q ，为了让该电路自启动，对逻辑表达式进行了修改，使电路能够自启动。
b..由555产生时钟信号部分图4 由555定时器组成的多谐振荡器利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。
用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。
接通电源后，电容C 2被充电，当电容C 2上端电压Vc 升到2Vcc/3时使555第3脚V 0为低电平，同时555放电三极管T 导通，此时电容C 2通过R 3、Rp 放电，Vc 下降。
当Vc 下降到Vcc/3时，V 0翻转为高电平。
通信原理：2FSK实验报告
（职业技术学院）《通信原理课程设计》报告设计题目：基于System View 2FSK 系统的分析与设计专业班级：10级通信技术（1）班学生姓名：张某某学生学号：104210xx指导教师：涂某某时间：2012年5月14日至20日一、课程设计题目2FSK相干接收仿真电路的设计和部分波形图二、课程设计要求（1）设计一数字基带或频带通信系统，包括发送滤波器，调制，解调和接收滤波器等；调制方式可采用2ASK，2FSK，2PSK或2DPSK；根据所学通信原理知识，设计各个模块参数（如码元速率，载波频率等）；（2）通信系统的设计利用System View仿真实现实现；（3）仿真波形分析，要求仿真的波形有产生的输入二进制序列调制信号波形、载波、已调信号波形、噪声信号、已调信号叠加噪声、接收基带信号眼图、判决输出的二进制序列、滤波器参数；（4）要求报告书写规范，无书写，排版错误。
图号、表号标注清楚，系统不同条件下，所得的仿真结果能进行分析比较，并得出正确的结论。
三、课程设计方案及原理1. 设计方案：调制部分:ACOS(ω1t)半波整流器相乘器基带信号a(n) 加法器SFSK（t）倒相半波整流器相乘器ACOS(ω2t)基带信号经整流后，双极性码变为单极性码，形成键控信号。
解调部分:ACOS(ω1t)相乘器低通滤波器SFSK (t) 加法器解调信号a'(n)相乘器低通滤波器ACOS(ω2t) 倒相本实验采用的是相干检测法。
2.设计原理：采用键控法产生二进制频移键控信号，即利用矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的且彼此独立频率源分别进行选通。
频移键控FSK是用数字基带信号去调制载波的频率。
因为数字信号的电平是离散的，所以载波频率的变化也是离散的。
在本实验中，二进制基带信号是用正负电平表示的，载波频率随着调制信号为1或-1而变化，其中1对应于载波频率w1,-1对应于载波频率W2，因此相位不连续的FSK信号可看成是两位ASK信号的叠加，其功率谱是两个ASK信号率谱之和。
通信原理课程设计
2FSK的数字基带传输系统仿真一﹑课程设计目的和任务利用所学的《通信原理》的基本知识，设计一个2FSK数字调制系统。
完成对2FSK的调制与解调仿真电路的设计，并对仿真结果进行分析。
理解2FSK信号的产生，掌握2FSK的调制原理和实现方法并画出实现框图。
二、分析与设计1.调制原理与实现方法数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。
二进制频移键控（2-FSK）频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。
对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK 信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。
2-FSK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|≤fs，则出现单峰。
图1 2FSK同步检测方框图2.2FSK信号的解调采用相干检测法进行相干解调时，需要插入两个相干载波，电路较为复杂。
包络检测无需相干载波，因而电路较为简单。
一般而言，大信噪比时常用包络检测法，小信噪比时才用相干解调法，这与2ASK的情况相同。
三﹑系统实施仿真1.2FSK信源的产生及调制：通过MATLAB内部的随机函数产生随机的二进制信源。
假设需要m个二进制随机码，可以用公式x=round(rand(1,m))实现，比如m=25时，代码为x=round(rand(1,25));产生25个二进制随机码。
之后通过调用FSK调制函数，对m个二进制随机码进行FSK调制后生成的效果截图如下图2 FSK调制后生成的效果截图2.传输信道模型：在信号处理中经常需要把噪声叠加到信号上去，在叠加噪声时往往需要满足一定的信噪比，信号调制后送入信道，假设附加的是加性高斯白噪声，在MATLAB 中可以使用awgn函数生成在接收端接收到的叠加了噪声的信号。
数字带通传输2FSK系统 设计报告
经过以上参数的设置后就可以进行系统的仿真，仿真结果如图4.2所示：
图4.2 2FSK的解调模块仿真
图4.3 加入高斯噪声后的波形
图4.4 2FSK误码率的计算
4.5
表1 信噪比与误码率的关系
信噪比
10
30
50
70
90
误码率
6.36E-01
6.36E-01
6.36E-01
6.36E-01
6.36E-01
2.
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。2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟电匝来实现；另一种可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关对两个不同的独立源进行先通，使其在每一个码元期间输出f1和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信呈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不定期连续。频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为：
一般来说，数字调制与模拟调制的基本原理相同，但是数字信号有离散取值的特点。因此数字调制技术有两种方法：（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况处理；（2）利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控，便可获得振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）、频移键控（Frequency Shift Keying，FSK）和相移键控（Phase Shift Keying，PSK）三种基本的数字调制方式。
通信原理课设 2FSK数字信号频带传输系统的设计与建模.
目录1 绪论 (1)1.1 软件介绍 (1)1.2 题目分析及意义 (2)2 2FSK的调制 (3)2.1 2FSK的产生方法 (3)2.2 2FSK的调制原理图 (4)2.3 2FSK调制的建模方框图 (4)3 2FSK的解调 (5)3.1 2FSK的解调方法 (5)3.2 2FSK调制的建模方框图 (7)4 2FSK仿真 (8)4.1 VHDL建模 (8)4.2 调制仿真 (8)4.3 解调仿真 (9)5 心得体会 (10)6 参考文献 (10)附录1 调制VHDL代码 (11)附录2 解调VHDL代码 (12)附录3 本科生课程设计成绩评定表 (14)1 绪论1.1 软件介绍Xilinx公司的ISE软件平台具有界面友好、操作简单的特点，再加上Xilinx的FPGA 芯片占有很大的市场，使其成为非常通用的FPGA工具软件。
ISE作为高效的EDA设计软件工具，与第三方软件扬长补短，使软件功能越来越强大，为使用者提供了更加丰富的Xilinx设计资源。
ISE的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现和下载，涵盖了可编程逻辑器件开发的全过程，下面简要说明各功能的作用：1、设计输入：ISE提供的设计输入工具包括用于HDL代码输入和查看报告的ISE文本编辑器（The ISE Text Editor），用于原理图编辑的工具ECS（The Engineering Capture System），用于生成IP Core的Core Generator，用于状态机设计的StateCAD以及用于约束文件编辑的Constraint Editor等。
2、综合：ISE的综合工具不但包含了Xilinx自身提供的综合工具XST，同时还可以内嵌Mentor Graphics公司的Leonardo Spectrum和Synplicity公司的Synplify，实现无缝链接3、仿真：ISE本身自带了一个具有图形化波形编辑功能的仿真工具HDL Bencher，同时又提供了使用Model Tech公司的Modelsim进行仿真的接口。
课程设计循环2fsk
课程设计循环2fsk一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握2fsk循环的相关知识，包括其原理、应用和优缺点。
在知识目标上，希望学生能够理解2fsk循环的基本概念，了解其在信号传输和数据编码中的应用。
在技能目标上，希望学生能够通过实验和实践，掌握2fsk信号的生成、解调和解码技巧。
在情感态度价值观目标上，希望学生能够认识到2fsk技术在现代通信系统中的重要性，以及其在推动社会进步和发展方面的作用。
二、教学内容本课程的教学内容将涵盖2fsk循环的基本原理、应用和实验操作。
具体包括：1）2fsk信号的定义和特点；2）2fsk信号的生成和解调方法；3）2fsk信号的编码和解码技巧；4）2fsk技术在实际通信系统中的应用；5）2fsk实验的操作和结果分析。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，将采用多种教学方法，包括讲授法、实验法和讨论法。
讲授法将用于讲解2fsk循环的基本原理和概念，实验法将用于培养学生的动手能力和实践技能，讨论法将用于激发学生的思考和交流。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备相应的教学资源，包括教材、实验设备和多媒体资料。
教材将提供2fsk循环的基本知识和应用案例，实验设备将用于开展2fsk实验，多媒体资料将用于辅助讲解和展示。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现将评估学生在课堂上的参与程度和表现，包括提问、讨论和实验操作等。
作业将评估学生的理解和应用能力，包括练习题和实验报告等。
考试将评估学生对2fsk循环知识的掌握程度，包括选择题、填空题和计算题等。
评估方式将力求客观、公正，全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将分为10个课时，每个课时45分钟。
教学时间安排在每周三下午2点到4点，地点在实验室。
教学进度将按照教学大纲进行，确保在有限的时间内完成教学任务。
同时，教学安排将考虑学生的实际情况和需要，如学生的作息时间和兴趣爱好等。
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数字通信系统的设计与实现摘要：本设计为掌握利用MATLAB软件对2FSK数字频带通信系统的设计与建模来加深对所学知识的理解和掌握，通过MATLAB仿真平台，运用所学的理论知识与方法进行2FSK数字频带通信系统的设计。
经过软件调试与仿真最终设计出符合指标要求的数字频带通信系统。
设计的系统能够对输入的基带信号进行准确的调制与解调，并同时尽量减少外界信号的干扰，达到很好的效果。
关键词：2FSK；数字传输系统；MATLAB仿真目录第1章引言 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 本课程设计的主要内容 (1)1.3 本课程设计的主要章节安排 (1)第2章 2FSK的基本原理 (2)2.1 总体思想 (2)2.2 2FSK数字系统的调制原理 (2)2.3 2FSK信号的解调及抗噪声性能 (3)2.3.1 2FSK信号的解调方法 (3)2.3.2 相干2FSK解调器的误码率 (4)2.3.3 包络2FSK解调器的误码率 (6)第3章 2FSK的仿真实现 (8)3.1 通信系统基本模型 (8)3.2 MATLAB程序设计 (8)3.3 MATLAB仿真波形实现 (12)第4章结束语 (16)参考文献 (17)第1章引言1.1 选题的目的和意义数字基带信号是低通型信号，其功率谱集中在零频附近，它可以直接在低通型信道中传输，然而，实际信道很多是带通型的，数字基带信号无法直接通过带通型信道。
因此，在发送端需要把数字基带信号的频谱搬移到带通信道的通带范围内，以便信号在带通型信道中传输，这个频谱的搬移过程称为数字调制，相应地，在接受端需要将已调信号搬回来，还原为基带信号，这个反搬移过程叫数字解调。
本课程设计目的在于熟悉2FSK调制及相干解调过程，通过Matlab软件予以仿真测试验证，并作一定的误码分析。
1.2 本课程设计的主要内容本设计为数字通信系统的设计与实现。
主要内容以利用MATLAB设计出2FSK数字通信系统的设计与建模为例，包括信源，调制，发送滤波器模块，信道，接收滤波器模块以及信宿；根据通信原理设计粗话各个模块的参数（例如码速率，滤波器截止频率等）；用MATLAB软件观察仿真并进行波形分析，针对结果进行性能评价。
1.3 本课程设计的主要章节安排在本文中，首先在引言中对课题研究的目的与意义、研究的主要内容和章节安排做了详细的阐述，并在第2章对2FSK的基本原理、实现方法、相干解调和包络解调以及噪声分析的进行了详细介绍；第3章介绍了本课程设计的程序与仿真、以及对仿真波形的客观分析评价；第4章是结束语。
倒相器与门与门振荡器振荡器相加器c e第2章 2FSK 的基本原理2.1 总体思想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 信号的产生方法有两种：(1) 模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频；(2) 键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。
而本设计的数字频率解调采用相干解调。
整个系统中加入设计好的低通滤波器，是信号的调制与解调都能实现很好的效果，最终结果可以通过MATLAB 仿真图观察到。
2.2 2FSK 数字系统的调制原理二进制频率调制就是用二进制数字信息控制正弦波的频率，使正弦波的频率随二进制数字信息的变化而变化。
由于二进制数字信息只有两种不同的符号，所以调制后的已调信号有两种不同的频率1f 和2f ，1f 对应数字信息“1”，2f 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，这种信号称为相位不连续2FSK 信号。
相位不连续的2FSK 通常用频率选择法产生。
如图2-1所示。
两个独立的振荡器作为两个频率的载波发生器，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。
图2-1 2FSK 信号调制器如图2-1可知，二进制频率调制信号2FSK 可以看成是两个载波频率分别为1f 和2f 的二进制信号2FSK 信号图2-2 相干解调器位定时输出(2-2)（2-3）(2-4)2P B f B带通滤波器低通滤波器带通滤波器低通滤波器取样判决器2ASK信号的和。
由于“1”、“0”统计独立，因此，2FSK信号功率谱密度等于这两个2ASK信号功率谱密度之和，即（2-1）2FSK的信号功率谱既有连续谱又有离散谱，离散谱位于两个载波频率1f和2f处，连续谱分布在1f和2f附近，若取功率谱第一个零点以内的成分计算带宽，显然2FSK信号带宽为为节约带宽，同时也能区分1f和2f，通常取122s f f f-=，因此2FSK信号的带宽为当时，2FSK的功率谱由双峰变单峰，此时带宽为对于功率谱是单峰的2FSK信号，可采用动态滤波器来解调。
2.3 2FSK信号的解调及抗噪声性能2.3.1 2FSK信号的解调方法2FSK信号的解调也有相干解调和包络解调两种。
由于2FSK信号可看做是两个2ASK信号之和，所以解调器由两个并联的2ASK解调器组成。
图2-2和图2-3为相干解调和包络解调方框图，其原理和2ASK的解调相同。
带通滤波器带通滤波器取样判决器包络检波器及低通滤波器包络检波器及低通滤波器f f x x 2Fs图2-3 包络检波器2.3.2 相干2FSK 解调器的误码率相干2FSK 抗噪声性能的分析方法和相干2ASK 很相似。
现将收到的2FSK 信号表示为当发送数字信息为“1”时，2FSK 信号的载波频率为1f ，信号能通过上支路的带通滤波器。
上支路带通滤波器的输出时信号和窄带噪声i1()n t 的叠加（噪声中的下标1表示上支路窄带高斯噪声），即此信号与同步载波 相乘，再经过带通滤波器滤除其中的高频成分，送给取样判决器的信号为（2-7）因为下支路中的带通滤波器的中心频率为2f ，所以下支路带通滤波器的输出只有窄带高斯噪声，即（2-8）此噪声与同步载波2cos2f t 相乘，再经过低通滤波器滤波后输出为（2-9）上式中未计入系数1/2。
定义位定时输出发“1”码时 发“0”码时（2-5）（2-6）(x (x t a （2-10）取样判决器对 取样，取样值为（2-11）其中12I I n n 、都是均值为0、方差为20202n ASK s n B n f σ==的高斯随机变量，所以x 是均值为a 、方差为222x nσσ=的高斯随机变量，x 的概率密度函数为概率密度曲线如图2-4所示。
图2-4 判决值得概率密度函数示意图判决器对 进行判决，当 >0时，判发送信息为“1”，次判决时正确的；当 <0时，判决发送信息为“0”，显然此判决是错误的。
由此可见， <0的概率就是发“1”错判成“0”的概率，即（2-13）当发送数字信号“0”时，下支路有信号，上支路没有信号。
用与上面分析完全相同的方法，可得到发“0”是错判成“1”码的概率(0/1)P ，容易发现，此概率与式（2-13）表示的(0/1)P 相同，所以解调器的平均误码率为由式2-13得（2-15）式中 。
注意，式2-15无需“1”、“0”等概这一条件。
x f (P （2-12）x x x x (2-14)2.3.3 包络2FSK 解调器的误码率包络解调器如图2-3所示。
参照2ASK 包络解调的分析方法，要想求出此解调器的误码率，必须首先求出上、下两个支路中包络检波器输出端信号瞬时值的概率密度函数。
当发送信息“1”时，接收端接收频率为1f 的载波 ，此信号能通过上支路中的带通滤波器，但无法通过下支路的带通滤波器，所以上支路带通滤波器的输出是信号和窄带高斯噪声的叠加，而下支路带通滤波器的输出却只有窄带高斯噪声。
通过我们所学的知识可以知道上支路包络检波器输出1()x t 的瞬时值服从莱斯分布，下支路包络检波器输出 的瞬时值服从瑞利分布，所以上下两个支路的取样值1x 、2x 的概率密度函数为和 的概率密度曲线如图2-5所示。
判决器的作用是比较两个取样值1x 和2x ，当12x x >时，判“1”，判决时正确的，不产生误码；当12x x <时，判“0”，判决错误，产生误码，即发“1”错判成了“0”。
由概率论知识可知，“1”码错判成“0”码的概率 为a (x （2-16） （2-17）图2-5 2F S K 包络解调器取样值得概率密度函数将式（2-16）、（2-17）带入式（2-18），经繁琐的积分运行算，得式中，22/2na r σ=，与相干解调误码率公式中的r 相同。
由包络解调器方框图可知，发“0”时，接收2FSK 信号为 ，下支路有信号，上支路无信号，因此下支路取样值服从莱斯分布，上支路取样值服从瑞利分布。
当下支路的取样值小于上支路的取样值时，发生错判。
显然，“0”错判成“1”的概率 与“1”错判成“0”的概率 是相等的，即（2-20） 将式（2-19）、（2-20）带入平均误码率公式 得包络解调器平均误码率为(2-21)同样，式（2-21）也不需要“1”、“0”等概这一条件。
a P (P P（2-19）（2-18）第3章 2FSK的仿真实现3.1 通信系统基本模型图3-1所示是通信系统的基本模型，包括信源、发送设备、信道、接收设备、信宿和噪声源6个部分，是一般通信系统的高度概括。
信源发送设备信道接收设备信宿噪声源图3-1 通信系统基本模型信源即原始电信号的来源，其主要作用是将信息转换成相应的电信号。
常见的信源设备有：电话机、摄像机、计算机等。
这种直接由消息转换得到的电信号通常称做基带信号，也叫原始信号；发送设备对信源所产生的原始电信号进行各种加工处理和转换，是它适合在信道中传输。
不同的通信系统中，发送设备对信源输出信号的处理方式不同，所以发送设备所含的部件也不同；信道就是发送设备和接收设备之间用于传输信号的传输媒质；信号在信道中传输时，不可避免地会混入噪声。
此外，系统的其他各部件也会产生噪声。
由于经信道传送到接收端的信号除了有用信号外还叠加有噪声的混合信号，因此接收设备的主要作用是从接收到的混合信号中，最大限度的提取有用信号，抑制噪声，以恢复出原始信号；信宿即原始信号的最终接收者。
它的作用是把接收设备恢复出来的原始信号转换成相应的信息。
图3-1概括的描述了通信系统的组成，反映了通信系统的共性，通常把它称为通信系统的基本模型。
对通信系统原理的研究，通常就是以通信系统的模型为基础开展的。
3.2 MATLAB程序设计s=[1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 ]; %随机信号fs=500; %采样频率dt=1/fs; %采样间隔f1=120; %f2=20; %两个信号的频率cp=[];mod=[];bit=[];%输入信号g1=s;g2=~s; %信号反转，和g1反向g11=(ones(1,500))'*g1; %抽样g1a=g11(:)'; %相当于码元间隔为1s，以fs=2000 抽样， %一个码元间隔内抽2000个点g21=(ones(1,500))'*g2; %对反码抽样g2a=g21(:)';%一、调制过程：% 1、时域t=0:dt:10-dt;t1=length(t);fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t);fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t);FSK=fsk1+fsk2; %叠加，产生的FSK信号no=0.01*randn(1,t1); %产生白噪声均值为0，标准差为0.01sqrt(i/2)sn=FSK+no; %FSK信号与噪声信号的叠加figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,no); %噪声波形title('噪声')xlabel('时间/s')ylabel('幅度')subplot(3,1,2);plot(t,FSK); %产生的2FSK波形title('调制信号')xlabel('时间/s')ylabel('幅度')subplot(3,1,3);plot(t,sn);title('FSK与白噪声叠加后的波形')ylabel('幅度')% 二、解调过程：%1、接收端带通滤波器figure(2)b1=fir1(101,[15/250 25/250]);b2=fir1(101,[115/250 125/250]); %设置带通参数截止频率为[2*fm1/fs,2*fm2/fs]H1=filter(b1,1,sn);H2=filter(b2,1,sn);subplot(2,1,1);plot(t,H1);title('经过带通滤波器f1后的波形')xlabel('t/s');ylabel('幅度');subplot(2,1,2);plot(t,H2);title('经过带通滤波器f2后的波形');xlabel('t/s');ylabel('幅度');%2、相干sw1=H1.*H1;sw2=H2.*H2;figure(3)subplot(2,1,1);plot(t,sw1);title('经过相乘器h1后的波形')xlabel('t/s')ylabel('幅度')subplot(2,1,2);plot(t,sw2);title('经过相乘器h2后的波形')xlabel('t/s')ylabel('幅度')%3、低通滤波器bn=fir1(101, 25/250); %低通滤波器设计截止频率设为 2*fm/fs figure(4)st1=filter(bn,1,sw1);st2=filter(bn,1,sw2); %相干后经过低通滤波subplot(2,1,1);plot(t,st1,'LineWidth',1.5);title('经过低通滤波器sw1后的波形')xlabel('t/s')ylabel('幅度')subplot(2,1,2);plot(t,st2,'LineWidth',1.5);title('经过低通滤波器sw2后的波形')xlabel('t/s')ylabel('幅度')%4、判决for k=1:length(t)if(st1(k)<=st2(k))st1(k)=1; %若st1小于st2，则判决器输出高电平1 else st1(k)=0;endendst=st1;figure(5)plot(t,st,'LineWidth',1.5);title('经过抽样判决器后的波形')xlabel('t/s')ylabel('幅度')axis([0 1*length(s) -2 2]);3.3 MATLAB仿真波形实现图3-2 调制信号波形图3-2为所设计的调制系统,将叠加产生的FSK 信号和事先设计好均值与标准差的高斯白噪声叠加产生如上图的第三个波形。