2FSK系统仿真

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1、沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告2FSK系统仿真1.课程设计目的（1）通过利用matlabsimulink，熟悉matlabsimulink仿真工具。（2）通过课程设计来更好的掌握课本相关知识，熟悉2FSK的调制与解调。（3）更好的了解通信原理的相关知识，磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创新等各方面能力。2.课程设计要求（1）掌握课程设计涉汲到的相关知识，相关概念、原理清晰，明了。（2）仿真图设计合理、能够正确运行。（3）按照要求撰写课程设计报告。3.相关知识3.1基本原理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

2、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f1和f2，f1对应数字信息“1”，f2对应数字信息“0”。二进制数字信息及已调载波如图2-1所示。16沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告图2-12FSK信号3.22FSK的产生在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2-2所示：图2-22FSK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。二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2-3所示：16沈阳理工大学

3、数字图像处理课程设计报告图2-32FSK调制器各点波形由图2-3可知，波形g是波形e和f的叠加。所以，二进制频率调制信号2FSK可以看成是两个载波频率分别为f1和f2的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信号的功率谱如图2-4所示：16沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告图2-42FSK信号的功率谱由图2-4看出，2FSK信号的功率谱既有连续谱又有离散谱，离散谱位于两个载波频率f1和f2处，连续谱分布在f1和f2附近，若取功率谱第一个零点以内的成分计算带宽，显然2FSK信号的带宽为（

4、2-2）为了节约频带，同时也能区分f1和f2，通常取

5、f1-f2

6、=2fs，因此2FSK信号的带宽为（2-3）当

7、f1-f2

8、=fs时，图2-4中2FSK的功率谱由双峰变成单峰，此时带宽为（2-4）对于功率谱是单峰的2FSK信号，可采用动态滤波器来解调。此处介绍功率谱为双峰的2FSK信号的解调。16沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告3.32FSK滤波器的调解及抗噪声性能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2FSK解调器由两个并联的2ASK解调器组成。图2-5为相干2FSK和包络解调。图2-52FSK信号调解器相干2F

9、SK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（2-5）16沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告当发送数字信息为“1”时，2FSK信号的载波频率为f1，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是信号和窄带噪声ni1(t)的叠加(噪声中的下标1表示上支路窄带高斯噪声)，即（2-6）此信号与同步载波cos2πf1t相乘，再经低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）上式中未计入系数1/2。与此同时，频率为f1的2FSK信号不能通过下支路中的带通滤波器，因为下支路中的带通滤波器的中心频率为f2，所以下支路带通滤波器的输出只有

10、窄带高斯噪声，即（2-8）此噪声与同步载波cos2πf2t相乘，再经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（2-10）取样判决器对x(t)取样，取样值为（2-11）16沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告其中，nI1、nI2都是均值为0、方差为的高斯随机变量，所以x是均值为a、方差为的高斯随机变量，x的概率密度函数为（2-12）概率密度曲线如图2-6所示：图2-6判决值的函数示意图判决器对x进行判决，当x>0时，判发送信息为“1”，此判决是正确的；当x<0时，判决发送信息为“0”，显然此判决是错误的。由此可见，x<0的概率就是发“1”错判成“0”的概率，即

11、（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”码时错判成“1”码的概率P(1/0)，容易发现，此概率与上式表示的P(0/1)相同，所以解调器的平均误码率为Pe=P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0)=P(0/1)［P(1)+P(0)］=P(0/1)(2-14)所以(2-15)16沈阳理工大学数字图像处理课程设计报告式中注意，式中无需“1”、“0”等概这一条件。4.课程设计分析4.1仿真思路由相关调制解调的原理图输入的信号为：S