2FSK调制与解调仿真.docx
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2FSK调制与解调仿真
实验42FSK调制与解调仿真
一、实验目的
1.掌握2FSK的调制原理和MatlabSimulink仿真方法
2.掌握2FSK的解调原理和MatlabSimulink仿真方法
二、实验原理
1、2FSK调制原理
2FSK信号是利用数字基带信号控制载波的频率来传送信息。
例如,1码用频率f1来传输,0码用频率f2来传输,而其振幅和初始相位不变。
故其表达式为
式中,假设码元的初始相位分别为
和
,
和
为两个不同的角频率,幅度A是一个常数,表示码元的包络为矩形脉冲。
2、2FSK解调原理
2FSK信号常用的解调方法是采用如图所示的相干解调和非相干解调,其调制原理是将2FSK信号分解为上下两路信号分别解调,然后进行判决。
这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限。
判决规定与调制规定相呼应,调制时若规定“1”符号对应载波频率f1,则接受时上支路的样值较大,应判为“1”;反之则判为“0”。
设频率f1代表数字信号1;f2代表数字信号0,则抽样判决器的判决准则:
x1-x2>0判决输入为f1信号
x1-x2<0判决输入为f2信号
式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。
3、2FSK键控法调制、包络检波解调框图
三、实验步骤
1、2FSK调制方式的MATLABSimulink仿真
(1)原理图
(2)仿真图
(3)仿真分析
①调制器
②调制后信号输出与原始载波信号有相同之处,并且呈周期性变化。
当信号传送“1”的时候,2FSK信号与SineWave的输入波形一致;当信号传送“0”的时候,2FSK信号与SineWave1的输入波形一致。
所谓一致,就是周期和幅度都一样。
2、2FSK解调方式的MATLABSimulink仿真
(1)原理图
(2)仿真图
(3)仿真分析
①解调器
②解调后周期和频率都不变,幅度也不变。
解调后的信号相比与原始信号在时间上有了一定的延迟,与信号传送是“1”或者“0”没有关系。
3、发送2FSK信号前加入高斯噪声模块
(1)原理图
(2)仿真图
①方差为1
②方差为2
③方差为10
(3)仿真分析
加入高斯噪声模块,设置为不同的方差,误码随着方差的增大而增大。
四、实验总结
1、实验过程中加入高斯噪声模块之后,怎么解析误码是否发生变化不太清楚。
通过网上查阅相关资料得到计算误码的Simulink模块。
可是误码模块的输入只能是离散型数据,连续型数据不能作为输入,这就对查看误码造成了影响,参数设置不正确的话,误码是显示不出来的,实验指导书也没有正确的设置方法,给实验带来了很大的困难,最终这个模块也不会使用,只能输入一路信号,所以这个模块的使用还需要进一步学习。
2、用Matlab语言来设计2FSK的调制仿真和解调仿真的程序,并把结果保存下来。
fs=2000;%%采样频率
dt=1/fs;
f1=100;
f2=20;%%两个信号的频率
a=round(rand(1,10));%随机信号
g1=a;
g2=~a;%信号反转,和g1反向
g11=(ones(1,2000))'*g1;%抽样
g1a=g11(:
)';
g21=(ones(1,2000))'*g2;
g2a=g21(:
)';
t=0:
dt:
10-dt;
t1=length(t);
fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t);
fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t);
fsk=fsk1+fsk2;%产生的信号
no=0.01*randn(1,t1);%噪声
sn=fsk+no;
subplot(311);
plot(t,no);%噪声波形
title('噪声波形')
ylabel('幅度');
subplot(312)
plot(t,fsk);
title('产生的波形')
ylabel('幅度');
subplot(313)
plot(t,sn);
title('将要通过滤波器的波形')
ylabel('幅度');
xlabel('t');
figure
(2)%FSK解调
b1=fir1(101,[80/800120/800]);
b2=fir1(101,[10/80030/800]);%设置带通参数
H1=filter(b1,1,sn);
H2=filter(b2,1,sn);%经过带通滤波器后的信号
subplot(211)
plot(t,H1);
title('经过带通滤波器后f1的波形')
ylabel('幅度')
subplot(212)
plot(t,H2);
title('经过带通滤波器后f2的波形')
ylabel('幅度')
xlabel('t')
sw1=H1.*H1;
sw2=H2.*H2;%经过相乘器
figure(3)
subplot(211)
plot(t,sw1);
title('经过相乘器h1后的波形')
ylabel('幅度')
subplot(212)
plot(t,sw2);
title('经过相乘器h2后的波形')
ylabel('幅度')
xlabel('t')
bn=fir1(101,[10/800]);%经过低通滤波器
figure(4)
st1=filter(bn,1,sw1);
st2=filter(bn,1,sw2);
subplot(211)
plot(t,st1);
title('经过低通滤波器sw1后的波形')
ylabel('幅度')
subplot(212)
plot(t,st2);
title('经过低通滤波器sw2后的波形')
ylabel('幅度')
xlabel('t')
%%%%%%%%%%%%%%判决
fori=1:
length(t)
if(st1(i)>=st2(i))
st(i)=0;
else
st(i)=st2(i);
end
end
figure(5)
st=st1+st2;
subplot(211)
plot(t,st);
title('经过判决器后的波形')
ylabel('幅度')
subplot(212)
plot(t,sn);
title('原始波形')
ylabel('幅度')
xlabel('t')
程序运行结果如下:
3、用键控法和相干解调法进行2FSK的Simulink仿真,并把结果保存下来。
①原理图
②仿真图
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