基于matlab的频移键控的调制解调系统设计.docVIP

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 中的通信工具箱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，介绍了几种仿真软件，着重介绍了MATLAB和其通信工具箱。利用MATLAB建立了FSK仿真模型，并对仿真模型进行了测试,结果表明，仿真结果与理论基本一致，在研究FSK调制解调原理的基础上设计了调制解调电路。 关键词 ： FSK MATLAB 仿真 调制解调 第一章 设计任务及要求 1.1课程设计依据 在掌握频移键控调制解调原理的基础上，，利用MATLAB/Simulink软件进行系统的设计。 1.2课程设计内容 设计一个频移键控系统，具体要求如下： 信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 载波2参数：幅度1 频率20rad/s BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/s BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0.25 1.3课程设计要求 要求独立完成设计任务。 课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学工作规范》附表1 课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。 测试要求：根据题目的特点，在MATLAB仿真并上观察调制解调各个部分波形图。 课设说明书要求： 说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程。 系统框图、MATLAB程序清单或Simulink框图。 对各部分的功能以及各部分之间的关系作较详细的描述。 说明仿真结果：调制解调各个部分波形图。并对其进行说明和分析 第二章 2FSK调制与解调原理 2.1调制原理 二进制频移键控信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率的正弦波形来传送，而其振幅和初始相位不变。故其表达式为： 由图可见，2FSK信号的波形（a）可以分解为波形（b）和波形（c）,也就是说，一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。 2FSK信号的产生方法有两种： 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。 键控法，用数字基带信号及其反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。如图1-1（b）所示。 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，而键控法产生的2FSK信号，则分别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一定是连续的。 (a) (b) 图2.1 2FSK信号产生原理图 由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK信号之和，即 其中是脉宽为的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。 其中，为的反码，即若，则；若，则。 2.2解调原理 2FSK信号的解调也分为2FSK信号的接收也分为相干解调和非相干解调接收两类。 2.2.1相干解调 相干解调根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，则先用两个分别对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。原理图如下： 图2.2.1相干解调原理框图 2.2.2非相干解调带通滤波器 F1 带通滤波器 F1 非相干解调接收经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。其原理图如下图所示： 图2.2.2 非相干解调原理框图 第三章 MUTLAB与Simulink介绍 3.1 MUTLAB MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，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