2FSK传输系统仿真与性能分析

通信原理课程设计报告 题 目2FSK传输系统仿真与性能分析 院 系 专 业 电子信息科学与技术 班 级 姓 名 学 号 联系方式 指导老师 报告成果 2015年12月30日 课程设计题目与要求 2FSK传输系统仿真与性能分析设二进制序列0110110010，采纳2FSK系统传输。码元速率为1Bd，载波频率为40Hz，采样频率为10Hz，利用MATLAB画出以下波形 （1）、调制后的信号波形； （2）、经过信道传输后的信号波形（加入高斯白噪声）； （3）、相干解调后的信号波形； （4）、分析2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的 书目 摘要3 第一章 绪论4 1.1 MATLAB简介4 1.2课程设计目的与基本要求4 1.3 课程设计内容5 其次章 2FSK基本原理和实现5 2.1 二进制移频键控（2SFK）信号的产生5 2.2 2FSK信号的解调方式7 2.2.1 非相干解调8 相干解调8 2.3 高斯白噪声9 2.4 误码率与信噪比10 第三章 2FSK调制与解调的仿真实现11 3.1 2FSK调制的实现11 3.2 调制信号经过信道后的波形12 3.3 FSK相干解调的实现13 3.4 2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的关系14 总结16 参考文献17 附录18 源程序18 2FSK传输系统仿真与性能分析 摘要 本设计是基于MATLAB来实现2FSK调制与解调的仿真，主要设计思想是利用MATLAB这个强大的数学软件工具便利快捷敏捷的功能实现二进制数字调制解调中的2FSK的调制解调设计，完成2FSK数字传输系统的仿真与性能分析。该设计主要包括2FSK信号的产生原理，调制解调方法，并对各个模块进行相应的参数设置。运用键控法产生2FSK信号、添加高斯白噪声、运用相干解调、抽样判决等实现调制解调。可以用数字基带信号变更正弦型载波的频率参数，产生相应的数字频率调制。最终，分析2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的关系。 关键字MATLAB、2FSK、调制，解调，误码率，信噪比 第一章 绪论 1.1 MATLAB简介 MATLAB是由美国的Math Works公司推出的一种科学技算和工程仿真软件，它的名称源自Matrix Laboratory矩阵试验室，特地以矩阵的形式处理数据。它是目前国际上流行的进行科学探讨、工程计算的软件。它起源于矩阵运算，并已经发展成为一种高度集成的计算机语言。MATLAB具有强大的数学运算实力、便利好用的绘图功能及语言的高度集成性。除具备卓越的数值计算实力之外，它还供应了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建仿照真、实时限制等功能。在通信领域MATLAB更是优势明显，因为通信领域中很多问题是探讨系统性能的，传统的方法只有构建一个试验系统，采纳各种方法进行测量，才能得到所需的数据，这样不仅须要花费大量的资金用于试验系统的构建，而且系统构建周期长，系统参数的调整也非常困难。而MATLAB的出现使得通信系统的仿真能够用计算机模拟实现，免去构建试验系统的不便，而且操作非常简便，只须要输入不同的参数就能得到不同状况下系统的性能，而且在结构的观测和数据的存储方面也比传统的方式有很多优势。因而MATLAB在通信仿真领域得到越来越多的应用。新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C数学库和图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中运用自己的MATLAB数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、限制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。在开发环境中，运用户更便利地限制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以干脆向Excel和HDF5进行连接。 1.2课程设计目的与基本要求 1.了解数字频带传输系统。 2.熟识二进制数字调制与解调原理。 3.驾驭二进制数字调制方式中的二进制移频键控（2FSK）的调制与解调的基本原理与方法。 4.了解并分析2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的关系。 5. 学会MATLAB的运用，驾驭MATLAB的程序设计方法。 1.3 课程设计内容 2FSK传输系统仿真与性能分析设二进制序列0110110010，采纳2FSK系统传输。码元速率为1Bd，载波频率为40Hz，采样频率为10Hz，利用MATLAB画出以下波形 （1）、调制后的信号波形； （2）、经过信道传输后的信号波形（加入高斯白噪声）； （3）、相干解调后的信号波形； （4）、分析2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的关系。 其次章 2FSK基本原理和实现 2.1 二进制移频键控（2SFK）信号的产生 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f2两个频率点间变更，则产生的而二进制移频键控信号（2FSK信号）。二进制移频键控信号的时间波形如下图1所示，图中波形g可分解为波形e和波形f，即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的叠加。若二进制基带信号的1符号对应载波频率f1，0符号对应载波频率f2，则二进制移频键控的时域表达式为 式中 0, 发送概率为P 1， 发送概率为1-P 0, 发送概率为1-P 1， 发送概率为P 图1 2FSK信号的时间波形 由图1可以看出，是是反码，和分别代表第n个信号马元的初始相位。在二进制移频键控信号中，和不携带信息，通常可令和为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可化简为 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，用数字基带信号及其反相分别限制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。 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