二进制数字频带传输系统设计

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1、武汉理工大学《专业课程设计2》课程设计说明书目录1技术要求11）设计出规定的数字通信系统的结构；13）用Matlab或SystemView实现该数字通信系统；12基本原理12.1信号产生原理12.22FSK的解调原理33建立模型描述43.1利用Matlab的m语言对2FSK系统的仿真43.2利用simulink对2FSK系统的仿真43.3利用systemview对2FSK系统的仿真54模块功能分析或源程序代码64.1利用Matlab的m语言对2FSK系统的仿真64.2利用simulink对2FSK系统的仿真94.3利用systemview对2FSK系统的仿真105调试过程及结论1

2、15.1利用Matlab的m语言对2FSK系统的仿真调试过程及结论115.2利用simulink对2FSK系统的仿真调试过程及结论135.3利用systemview对2FSK系统的仿真调试过程156心得体会177参考文献17武汉理工大学《专业课程设计2》课程设计说明书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2

3、.1信号产生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。故其表达式为e2FSKt=Acosω1t+φn发送“1”时Acosω2t+θn发送“0”时（2）典型波形如图2-1所示。由图可见，2FSK信号的波形可以分解为两个不同载频的2ASK信号，因此2FSK信号的时域表达式又可写成e2FSKt=nangt-nTscosω1+φn+[nangt-nTs]cos⁡(ω2t+θn)（3）式中：g（t）为单个矩形脉冲，脉宽为Ts；an=1概率为P0概率为1-P（4武汉理工大学《专业课程设计2》课程设计说明书）an是an的

4、反码，若an=1，则an=0；若an=0，则an=1，于是an=1概率为1-P0概率为P（5）φn和θn分别是第n个信号码元（1或0）的初始相位。在移频键控中φn和θn不携带信息，通常可令φn和θn为零。因此，2FSK信号的表达式可简化为e2FSKt=s1tcosω1t+s2(t)cosω2t（6）其中s1t=nang(t-Ts)（7）s2t=nang(t-Ts)（8）图2-12FSK信号的调制过程原理图2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟调频电路来实现；另外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电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其

5、在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一，如图2-2所示。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变化是连续变化的。（这是一类特殊的FSK，称为连续相位FSK（Continuous-PhaseFSK，CPFSK））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武汉理工大学《专业课程设计2》课程设计说明书转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。振荡器1f1选通开关振荡器2f2反相器选通开关相加器基带信号e2FSKt图2-2键控法产生2FSK信号的原理图2.22FSK的解调原理2FSK信号的常用解调方法是采用如下2-

6、3所示的非相干解调（包络检波）和相干解调。其解调原理是将2FSK信号分解为上下两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限。判决规则应与解调规则相呼应，解调时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”。带通滤波器ω1包络检波器抽样判决器e2FSKt定是脉冲输出带通滤波器ω2包络检波器（a）非相干解调包络检波器相乘器带通滤波器ω1cosω1t抽样判决器包络检波器相乘器带通滤波器ω2e2FSKt定是脉冲输出cosω2t武汉理工大学《专业课程设计2》课程设计说明书（a）相干解调图2-32FSK信号解调原理图除此之外，2FSK信号还有其他解调方

7、法，比如鉴频法、差分检测法、过零（zerocrossing）检测法等。2FSK在数字通信中应用较为广泛。国际电信联盟（ITU）建议在数据率低于1200b/s时采用2FSK体制。2FSK可以采用非相干接收方式，接收时不必利用信号的相位信息，因此特别适合应用于衰落信道/随参信道（如短波无线电信道）的场合，这些信息会引起信号的相位和振幅随机抖动和起伏。3建立模型描述3.1利用Matlab的m语言对2FSK系统的仿真以rand函数模拟二进制信号源，ellipord和ellip函数求得椭圆