文档介绍：基于MATLAB的FSK调制解调系统基带仿真
摘要本课程设计利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现FSK的调制解调,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,并观察解调前后频谱有何变化以加深对FSK信号解调原理的理解。对信号叠加噪声,并进行解调,绘制出解调前后信号的时频波形,改变噪声功率进行解调,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。完成整个FSK的调制解调基带仿真过程。,使用其自带的M文件实现,运行平台为Windows 2000。
关键词: FSK ;调制解调;;M文件
1引言
本课程设计是利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现FSK的调制解调基带仿真,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响
此次课程设计的目的是熟悉MATLAB中M文件的使用方法,编写M文件实现FSK的调制和解调,绘制出FSK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察调解前后频谱的变化,再对信号进行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的信号时频波形,最后改变噪声功率进行调解,分析噪声对信号传输造成的影响,加深对FSK信号解调原理的理解。
熟悉MATLAB中M文件的使用方法,并在掌握FSK调制解调原理的基础上,编写程序来实现FSK的调制解调基带仿真。在M文件环境下运行程序绘制出FSK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察波形在解调前后的变化,对其作出解释,同时对信号加入噪声后解调,得到解调后的时频波形,分析噪声对信号传输造成的影响解释所得到的结果。
本课程设计采用M文件编写的方法实现二进制的FSK的调制与解调的基带仿真,然后在信号中叠加高斯白噪声。一,调用dmode函数实现FSK的调制,并绘制出FSK信号调制前后在时域和频域中的波形,两者比较。二,调用ddemod函数解调,绘制出FSK信号解调前后在时域和频域中的波形,两者比较。三,调用awgn函数在信号中叠加不同信噪比的噪声,绘制在各种噪声下的时域频域图,最后分析结果。
Matlab是美国 MathWorks公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。是目前最好的科学计算类软件。
作为和Mathematica、Maple并列的三大数学软件。其强项就是其强大的矩阵计算以及仿真能力。Matlab的由来就是Matrix + Laboratory = Matlab,这个软件在国内也被称作《矩阵实验室》。Matlab提供了自己的编译器:全面兼容C++以及Fortran两大语言。Matlab -完整版,提供了MATLAB,SIMULINK的升级以及其他最新的75个模块的升级。,同时也提供了新的用于数据分析、大规模建模、固定点开发、编码等。所以Matlab是工程师,科研工作者手上最好的语言,最好的工具和环境。
设计原理
FSK基本原理
频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为
e2fsk(t)=Acos(ω1t+φn) 发送“1”时;e2fsk(t)=Acos(ω2t+θn) 发送“0”时。一个2FSK可以看成两个不同载频的2ASK信号的叠加。因此2FSK信号时域表达式又可以写成
e2fsk(t)=[ ang(t-nTs)]cos(ω1t+φn)+[ng(t-nTs)]cos(ω2+θn) (2-1)
式中:g(t)为单个矩形脉冲,脉宽为Ts;an=1时,概率为P; an=0时,概率为1-P;n是an的反码,若an=1,则n=0;若若an=0,则n=1,于是
n =1时,概率为1-P; n =0时,概率为P;
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,通常和令Φn和θn为零。因此2FSK信号表达式可简化为:
e2fsk(t)=s1(t)cosω1t+ s2(t)cosω2t (2-2)
s1(t)= ang(t-nTs) (2-3)
s2(t)= ng(t-nTs) (2-4)
FSK调制原理
在二进制频移键控中,幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换(称为高音和低音,代表二进制的1 和0)。产生FSK 信号最简单的方法是根据输入的数据比特是0还是1,在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的,因此这种FSK 信号称为不连续FSK