通信原理课程设计2FSK数字调制系统仿真和分析Word文件下载.docx
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对二进制数字信源进行数字调制(2FSK),画出信号波形及功率谱,并分析其性能。
2概要设计
整个设计包括三个部分:
1、信源部分:
在这里要求2FSK信号的形成,根据公式
s=cos(2*pi*(F+m*f).*t)(m=0或1)
生成信源信号,设置F=20HZ,m=a(ceil(t+0.0005)),f=100HZ,t=0:
0.0005:
9.9995。
生成的s为一维数列,有两万组数据。
2、信道部分:
在信道部分有噪声的加入,这里用如下函数
n=0.01*randn(1,20000);
z=s+n;
此处n为噪声函数,randn函数用于生成随机分布的一维数列,z为加入了噪声的合成信号。
3、信宿部分:
在这一部分,要求接收到的信号z经过滤波函数filter后,再过判决,得到原信号。
3运行环境
硬件环境:
cpu、内存、硬盘、CD-ROM驱动器和鼠标
软件环境:
Windows98/NT/2000、WindowXP或Win7
4开发工具和编程语言
MATLAB开发实验箱
MATLAB汇编语言
5详细设计
第一部分:
生成原信号
clearall;
clc;
%设置时间参数、主频、偏频、抽样频率
t=0:
0.0005:
9.9995;
F=20;
f=100;
FS=1:
500;
%产生二进制信号和模拟信号
a=randint(1,10,2);
m=a(ceil(t+0.0005));
s=cos(2*pi*(F+m*f).*t);
%求信号的频谱和功率谱
S=fft(s);
pss=S.*conj(S)/512;
forj=1:
2000
Pss(j)=pss(10*j);
end
%画出二进制信号、模拟信号、功率谱的图像
figure
(1);
subplot(311);
plot(t,m);
axis([0,10,0,1.2]);
title('
二进制信源波形'
);
xlabel('
时间'
ylabel('
幅度'
subplot(312);
plot(t,s);
模拟信源波形'
subplot(313);
plot(FS,Pss(1:
500));
原信号功率谱'
频率'
第二部分:
经过信道加入噪声
%生成噪声信号与合成信号
n=0.01*randn(1,length(t));
%画出噪声信号图形、合成信号图形、原信号图形
figure
(2);
plot(t,n);
噪声波形'
plot(t,z);
合成信号波形'
原信号波形'
%对合成信号做快速傅立叶变换
%并画出其功率谱及原信号功率谱
Z=fft(z);
pzz=Z.*conj(Z)/512;
Pzz(j)=pss(10*j);
figure(3);
subplot(211);
subplot(212);
plot(FS,Pzz(1:
合成信号功率谱'
第三部分:
对接收到的信号滤波、判决,进而得到原信号
%求滤波器参数、并将信号通过滤波器
%分出两个不同频率的信号
b1=fir1(101,[15/1000,25/1000]);
b2=fir1(101,[115/1000,125/1000]);
h1=filter(b1,1,z);
h2=filter(b2,1,z);
%作出两个不同频率信号及原信号的图形
figure(4);
plot(t,h1);
经通过频率为20HZ的滤波器后的波形'
plot(t,h2);
经通过频率为120HZ的滤波器后的波形'
%将信号与自身相乘并作出图形
sw1=h1.*h1;
sw2=h2.*h2;
figure(5);
plot(t,sw1);
频率为20HZ信号相乘后的波形'
plot(t,sw2);
频率为120HZ信号相乘后的波形'
%对信号进行低通滤波并画出图形
b3=fir1(101,[2/1000,10/1000]);
st1=filter(b3,1,sw1);
st2=filter(b3,1,sw2);
figure(6);
plot(t,st1);
20HZ信号低通滤波后的波形'
plot(t,st2);
120HZ信号经低通滤波后的波形'
%对两路信号抽样判决
fori=1:
length(t)
if(st1(i)>
=st2(i))
st(i)=0;
else
st(i)=1;
end
end
%画出经抽样判决后信号波形
figure(7);
plot(t,st);
抽样判决后二进制波形'
原二进制信号波形'
6调试分析
要求注意在进行运算时运算符号的正确性,特别是数组的运算。
还有就是在绘图时要求注意绘图函数的参数要具有一致性,即要有相同个数的数组。
在生成噪音数组时,要注意其幅值。
要求噪音的幅值与信源数组的幅值比例合适,即要求有合适的信噪比。
这里要特别注意的是滤波参数的设置,不能正确的设置滤波参数就不能得到较好的信号,就不能还原出原信号。
7测试结果
参考文献
[1]管爱红,MATLAB应用及其应用教程,北京:
电子工业出版社,2009.8
[2]樊昌信,通信原理,北京:
国防工业出版社,2007.8
[3]SsnjitK.Mitra,数字信号处理,北京:
清华大学出版社,
心得体会
通过对该课程的学习,我对通信原理有了更进一步的理解;
通过对该二进制数字信源进行数字调制(2FSK)的设计,我也了解了二进制数字信源进行数字调制(2FSK)的基本结构和基本特性,而且还掌握了基本的撰写论文的形式和思路。
作为一个电子信息工程专业的学生,数字信号处理是我们的重要专业课程,是我们将来从事通信事业的基本保障。
通过对作为该论文的重要部分—MATLAB的运用,大大提高了我们对集计算,编程与绘图于一体的该应用软件的运用能力。
MATLAB包含的几十个工具箱,覆盖了通信,自动控制,信号处理,图象处理,财经,化工,生命科学等科学技术领域,汲取了当今世界这些领域的最新研究成果,已经成为从事科学研究和工程设计不可缺少的工具软件。
该课程设计将数字信号处理的有关教学内容和MATLAB语言紧密,有机地结合起来,使我们在学习基础理论知识的同时学会了应用MATLAB,在学习应用MATLAB的同时,加深了对基本知识的理解,增强了我们的计算机应用能力,提高了学习效果。
总之,无论是从教学知识掌握出发,还是从对MATLAB的应用出发,通过这次学习,我不但掌握了二进制数字信源进行数字调制(2FSK)设计的基本知识及其实际应用的技巧,还提高了自己的编程和写报告的能力,收获不小,也巩固了所学知识。
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