2FSK调制解调及其仿真

2FSK 调制解调及其仿真 一 题目一 题目 1 1 2FSK2FSK 调制解调及其仿真 调制解调及其仿真 2 2 相关调制解调的原理图如相关调制解调的原理图如 带通滤 波器 带通滤 波器 相乘器 相乘器 低通滤 波器 低通滤 波器 抽样判 决器 Cos 1t Cos 2t 1 2 抽样脉冲 输出 输入 3 3 输入的信号为 输入的信号为 S S t t n g t nTs cos 1t n g t nTs cos 1t n g t nTs cos 1t n g t nTs cos 1t n n是是 n n的反码 的反码 二 仿真思路二 仿真思路 1 首先要确定采样频率 fs和两个载波频率的值 f1 f2 2 写出输入已经信号的表达式S t 由于 S t 中有反码的存在 则 需要将信号先反转后在从原信号和反转信号中进行抽样 写出 已调信号的表达式 S t 3 在2FSK的解调过程中 如上图原理图 信号首先通过带通滤 波器 设置带通滤波器的参数 后用一维数字滤波函数filter对信 号S t 的数据进行滤波处理 输出经过带通滤波器后的信号波形 由于已调信号中有两个不同的载波 1 2 则经过两个 不同 频率的带通滤波器后输出两个不同的信号波形H1 H2 4 经过带通滤波器后的 2FSK信号再经过相乘器 cos 1 cos 2 两序列相乘的 MATLAB表达式 y x1 x2 SW Hn Hn 输出得到相 乘后的两个不同的 2FSK波形h1 h2 5 经过相乘器输出的波形再通过低通滤波器 设置低通滤波器 的参数 用一维数字滤波韩式filter对信号的数据进行新的一轮 的滤波处理 输出经过低通滤波器后的两个波形 sw1 sw2 6 将信号 sw1和sw2同时经过抽样判决器 分别输出st1 st2 其抽 样判决器输出的波形为最后的输出波形st 对抽样判决器经定义 一个时间变量长度 i 当st1 i st2 i 时 则 st 0 否则 st st2 i 其中st st1 st2 三 仿真程序三 仿真程序 程序如下程序如下 fs 2000 采样频率采样频率 dt 1 fs f1 20 f2 120 两个信号的频率两个信号的频率 a round rand 1 10 随机信号随机信号 g1 a g2 a 信号反转 和信号反转 和g1反向反向 g11 ones 1 2000 g1 抽样抽样 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 产生的信号产生的信号 no 0 01 randn 1 t1 噪声噪声 sn fsk no subplot 311 plot t no 噪声波形噪声波形 title 噪声波形噪声波形 ylabel 幅度幅度 subplot 312 plot t fsk title 产生的波形产生的波形 ylabel 幅度幅度 subplot 313 plot t sn title 将要通过滤波器的波形将要通过滤波器的波形 ylabel 幅度的大小幅度的大小 xlabel t figure 2 FSK解调解调 b1 fir1 101 10 800 20 800 b2 fir1 101 90 800 110 800 设置带通参数设置带通参数 H1 filter b1 1 sn H2 filter b2 1 sn 经过带通滤波器后的信号经过带通滤波器后的信号 subplot 211 plot t H1 title 经过带通滤波器经过带通滤波器f1后的波形后的波形 ylabel 幅度幅度 subplot 212 plot t H2 title 经过带通滤波器经过带通滤波器f2后的波形后的波形 ylabel 幅度幅度 xlabel t sw1 H1 H1 sw2 H2 H2 经过相乘器经过相乘器 figure 3 subplot 211 plot t sw1 title 经过相乘器经过相乘器h1后的波形后的波形 ylabel 幅度幅度 subplot 212 plot t sw2 title 经过相乘器经过相乘器h2后的波形后的波形 ylabel 幅度幅度 xlabel t bn fir1 101 2 800 10 800 经过低通滤波器经过低通滤波器 figure 4 st1 filter bn 1 sw1 st2 filter bn 1 sw2 subplot 211 plot t st1 title 经过低通滤波器经过低通滤波器sw1后的波形后的波形 ylabel 幅度幅度 subplot 212 plot t st2 title 经过低通滤波器经过低通滤波器sw2后的波形后的波形 ylabel 幅度幅度 xlabel t 判决判决 for i 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 经过抽样判决器后的波形经过抽样判决器后的波形 ylabel 幅度幅度 subplot 212 plot t sn title 原始的波形原始的波形 ylabel 幅度幅度 xlabel t 程序完 程序完 四 输出波形四 输出波形 Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 五 分析结果五 分析结果 2FSK2FSK信号的调制解调原理是通过带通滤波器将信号的调制解调原理是通过带通滤波器将2FSK2FSK信号分解信号分解 为上下两路为上下两路2FSK2FSK信号后分别解调 然后进行抽样判决输出信号 信号后分别解调 然后进行抽样判决输出信号 本实验对信号本实验对信号2FSK2FSK采用相干解调进行解调 对于采用相干解调进行解调 对于2FSK2FSK系统的抗系统的抗 噪声性能 本实验采用同步检测法 设噪声性能 本实验采用同步检测法 设 1 1 符号对应载波频率符号对应载波频率 f1f1 0 0 符号对应载波频率符号对应载波频率f2f2 在原理图中采用两个带通滤波 在原理图中采用两个带通滤波 器来区分中心频率分别为器来区分中心频率分别为f1f1和和f2f2的信号 中心频率为的信号 中心频率为f1f1的带通的带通 滤波器之允许中心频率为滤波器之允许中心频率为f1f1的信号频谱成分通过 滤除中心频的信号频谱成分通过 滤除中心频 率为率为f2f2的信号频谱成分 的信号频谱成分 接收端上下支路两个带通滤波器的输出波形中接收端上下支路两个带通滤波器的输出波形中H1 H2H1 H2 在 在 H1 H2H1 H2波形中在分别含有噪声波形中在分别含有噪声n1 n2n1 n2 其分别为高斯白噪声 其分别为高斯白噪声nini经经 过上下两个带通滤波器的输出噪声过上下两个带通滤波器的输出噪声 窄带高斯噪声 其均值窄带高斯噪声 其均值 同为同为0 0 方差同为 方差同为 n 2 n 2 只是中心频率不同而已 只是中心频率不同而已 其抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小 可以不专其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 判决规制应与调制规制相呼应 调制时若规定门设置门限 判决规制应与调制规制相呼应 调制时若规定 1 1 符号对应载波频率符号对应载波频率f1f1 则接收时上支路的抽样较大 应判 则接收时上支路的抽样较大 应判 为为 1 1 反之则判为 反之则判为 0 0 在 在 0 0 TsTs 时间内发送 时间内发送 1 1 符号 对应符号 对应 1 1 则上下支路两 则上下支路两 个带通滤波器输出波形个带通滤波器输出波形H1 H2H1 H2 H1 H2H1 H2分别经过相干解调 相乘分别经过相干解调 相乘 低低 通 后 送入抽样判决器进行判决 比较的两路输入波形分别为上通 后 送入抽样判决器进行判决 比较的两路输入波形分别为上 支路支路st1 a n1 st1 a n1 下支路下支路st2 n2st2 n2 其中 其中a a为信号成分 为信号成分 n1n1和和n2n2均为低通均为低通 型高斯噪声 其均值为零 方差为 型高斯噪声 其均值为零 方差为 n n 2 2 当 当st1st1的抽样值的抽样值st1 i st1 i 小于小于st2