FSK信号频谱分析附解调实现.doc

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1、《数字信号处理》课程设计报告题目:2FSK信号的频谱分析及解调的实现专业:信息与计算科学学号:组长:指导教师:成绩:2010年1月8日2FSK信号的频谱分析及解调的实现1、课程设计目的及分组综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解。1.2课程设计分组1.2.1组长：肖兴组员：汪洋汤致鹏匡亚兵 1.2.2分工情况肖兴：课程设计全过程的监督及对各组员的协助汪洋:2FSK信号的分析汤致鹏:设计基本原理和系统框图匡亚兵：各单元电路设计和系统仿真2、课程设计基本要求（1）学会MATLAB的使

2、用，掌握MATLAB的程序设计方法。（2）掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。（3）掌握功率谱的计算；（4）掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法。（5）学会用MATLAB对信号进行分析和处理。3、课程设计内容以调制信号为分析对象，对信号进行频谱分析；设计数字滤波器，对调制信号进行频域滤波，比较原信号与滤波后信号的频谱。4、课程设计实现步骤1、产生2FSK信号，，其中为基带信号，测试信号：={11010010}；2、画出2FSK信号的功率谱；3、解调端先用带通滤波器将和分开，再分别进行相干解调，设计低通滤波器，滤除高频分量，画出解调后信号的时域波形和频谱。一、2FSK

3、信号的分析2FSK信号采用同步检测法性能分析模型如图5-14所示。图5-142FSK信号采用同步检测法性能分析模型假定信道噪声为加性高斯白噪声，其均值为0，方差为；在一个码元持续时间（0，）内，发送端产生的2FSK信号可表示为（5-38）则，接收机输入端合成波形为（5-39）其中，为简明起见，认为发送信号经信道传输后除有固定衰耗外，未受到畸变，信号幅度：。图5-14中，两个分路带通滤波器带宽相同，中心频率分别为、，用以分开两路分别相应于、的信号。这样，接收端上、下支路两个带通滤波器BPF1、BPF2的输出波形分别为上支路（5-40）下支路（5-41）其中，、皆为窄带高斯噪声，两者统计规律相同

4、（输入同一噪声源、BPF带宽相同），数字特征均同于：均值为0，方差为。依据第2章2.5节的分析，、进一步可分别表示为（5-42）式中，、分别为的同相分量和正交分量；、分别为的同相分量和正交分量。四者皆为低通型高斯噪声，统计特性分别同于和，即均值都为0，方差都为。将式（5-42）代入式（5-40）和式（5-41），则有（5-43）及（5-44）假设在（0，）发送“1”符号，则上下支路带通滤波器输出波形分别为经与各自的相干载波相乘后，得（5-45）（5-46）分别通过上下支路低通滤波器，输出（5-47）（5-48）因为和均为高斯型噪声，故的抽样值是均值为，方差为的高斯随机变量；的抽样值是均值为0

5、，方差为的高斯随机变量。当出现时，将造成发送“1”码而错判为“0”码，错误概率为（5-49）式中，。显然，也是高斯随机变量，且均值为，方差为（可以证明，），其一维概率密度函数可表示为（5-50）的曲线如图5-15所示。即为图中阴影部分的面积。于是                                式中，为图5-14中分路滤波器输出端信噪功率比。同理可得，发送“0”符号而错判为“1”符号的概率为于是可得2FSK信号采用同步检测法解调时系统的误码率为（5-51）在大信噪比条件下，即时，式（5-51）可近似表示为（5-52）二、设计基本原理和系统框图FSK是信息传输中使用得较早的一种调

6、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。 调制方法：2FSK可看作是两个不同载波频率的ASK以调信号之和。 解调方法：相干法和非相干法。 类型：二进制移频键控(2FSK)，多进制移频键控(MFSK)。 在上述三种基本的调制方法之外，随着大容量和远距

7、离数字通信技术的发展，出现了一些新的问题，主要是信道的带宽限制和非线性对传输信号的影响。在这种情况下，传统的数字调制方式已不能满足应用的需求，需要采用新的数字调制方式以减小信道对所传信号的影响，以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究，主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制，是提高频谱利用率的有效方法，恒包络技术能适应信道的非线性，并且保持较小的频谱占用率。 从传统数字