通信原理课设FSK非相干解调

1、1 .设计平台Simulink介绍Simulink是MATLABR重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境,在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作, 就可构造出复杂的系统.Simulink具有适应面 广、结构和流程清楚及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基 于以上优点Simulink已被广泛应用与限制理论和数字信号处理复杂仿真 和设计.Sinulink 是MATLA冲的一种可视化仿真工具,是一种基于 MATLAB 的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广 泛应用与线性系统、非线性系统、数字限制及数字信号处理的建模和仿

2、真 中.Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间 进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同局部具有不同的采 样速率.为了创立动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的 图形用户接口 GUI,这个创立过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成, 它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿 真结果.2 .课程设计的目的本次课程设计主要运用 MATLA歆件,在simulink平台下建立仿真模型.实现模拟基带信号经2FSK调制与非相干解调的传输过程,通过分析比拟调制解调输出波形以及功率谱特征,理解 2FSK调制原理.加深对所 学的通信原理

3、知识理解,培养专业素质,提升利用通信原理知识处理通信系统问题的水平,为今后的专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的 根底.能比拟扎实地掌握本专业的根底知识和根本理论,掌握数字通信系统及有关设备的分析、开发等根本技能.3 .课程设计的要求用simulink对系统建模输入数字信号已调波形并进行接收判决,观察各点相应输出波形通过屡次输入输出对所设计的系统性能进行分析对解调原理进行分析4 .课程设计的原理2FSK的调制4.1.1 2FSK根本原理2FSK是利用数字基带信号限制在波的频率来传递信息,在 2FSK中,载波的频率随二进制基带信号在 fl和f2两个频率点间变化表达式为*1出现微率为H对应于叫

4、小+幻Dj.=<1出现慨率为再对应于内4中+ %)一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加.4.1.2 2FSK 产生方法2FSK信号的产生方法主要有两种,一种可以采用模拟调频电路来实现,另一种可以采用键控法来实现,即在二进制基带矩阵脉冲序列的限制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通,使其在每一个码元Tb期间输出fl或f2两个载波之一.这两种方法产生 2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的,这是一类特殊的FSK成为连续相位 FSK (SPFSK ；而键控法产生的2FSK信号, 是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成

5、,故相邻码元之间的相位 不一定连续.图4.1.2-1键控法产生2FSK信号的原理图A 1(GUliCth(w Th)ccm%2t -qwi)0 I I 00 II I11 >t11J>1/XA/WWXAAAPsl(t) CCB(wt-i)- -=v值t)cos何2t -<priX/XX隼卬 孱 一VXZ/WXZA7s一A,图4.1.2-2二进制移频键控信号的时间波形2FSK解调2FSK信号的常用解调方法是采用的非相干解调和相干解调,解调原理是将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调,然后进行判决.这里的抽样判决是直接比拟两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限.判

6、决规那么与调制规那么相照应,调制时假设规定“ 1符号对应载波频率 fl ,那么接收时上支路的样值较大,应判为“ 1 ；反之那么判为“ 0图4.1.3-1 非相干解调原理图IjllOMM AMAM M M图4.1.3-2非相干解调时间波形图Simulink 工作环境4.2.1 Simulink 模型库在MATLA谕令窗口输入“ simulink 按回车,就可进入Simulink 模 型库.Simulink模块库按功能进行分为以下8类子库：Continuous 连续模块、Discrete 离散模块、Function&Tables函数和平台模块、Math 数学 模块、Nonlinear非线性

7、模块、Signals&Systems 信号和系统模块、 Sinks 接收器模块、Sources 输入源模块；用户可以根据需要混合使 用模型库中的模块来组合系统,也可以封装自己的模块,自定义模块库从 而实现全图形化仿真.4.2.2 设计仿真模型在 MATLAB子窗口或 simulink 模型库的菜单栏依次选择 File>>New>>Model,即可生成空白仿真模型窗口.5设计步骤2FSK的调制局部翻开simulink工具箱,点击file>>model ,新建一个仿真空白模型, 将2FSK信号调制所需要的模块拖入空白模型中.下列图中的Bernoulli

8、Binary Genertor模块为数字基带信号源模块、Sine Wave模块为频率为f1和f2载波模块、Switch模块为选择开关模块、Scope模块为示波器模块.图2FSK信号调制局部的simulink模型方框图2FSK的调制局部参数设置国 Source Block Parametersi S-fne Wave金Nwit&r of off set samples = Phse # Samples per period / (2*pi)Use the sankple-based sine type if ntunerical ptoLlems due t running £

9、cr 1 axge times (e. g. overflow in absolute time) occur.ParametersSine type: Tim日 basedTime (t): Use simjulation t imeAmplitude：5Elas:0Frequency：100Fhase (rad)：0SampLu time：1/500-J Interpret vector paranctera as 1-DOK Cancel help Apply图5,1.1-1 载波sine wave的参数设置其中fl幅度为5;频率为100HZ;采样时间为1/500的信号图5.1.1-2

10、载波sine wave 的参数设置其中fl幅度为5;频率为50HZ;采样时间为1/500.2FSK的调制局部仿真经过以上参数的设置后就可以进行系统的仿真,其各点的时间波形如下:图2FSK调制波形图其中第1个图形为载波fl的波形图；第2个图形为信号源的波形图； 第3个图形为载波f2的波形图；第4个图形为fl和f2的调制波形.2FSK信号的非相干解调5.2.1 2FSK的非相干解调局部翻开simulink工具箱,点击file>>model ,新建一个仿真空白模型,将2FSK信号解调所需的模块拖入空白模型中.下列图中的Analog Filter Design模块为带通滤波器模块、Abs模

11、块为绝对值,起作用等同于包络检波器、Scope模块为示波器、Subtract模块为对信号进行加法或减法运算、Zero order hold模块的功能为零阶保持模块、Quantizing Encoder为量化编码器模块、Zero order hold 和Quantizing Encoder 的作用等同于在定时脉冲下的抽样判决器.图5.2.1 2FSK的非相干解调局部5.2.2 2FSK解调局部参数设置|%| Fundi0n Block Parameters: Analog Filter DtsignAnalog Filter Design (m.asl?) (link)Design one of

12、 several standard analog fliters, imcplenented in state-jpace fornt.ParajnetarsDesign nethad: But ter worthFilter type； BanistopFilter order:8Lower pwwwband edge frequency ?rad/s)：90Upper pggband frequency Crad/s):120Apply图5.2.2-1带通滤波器1参数设置图5.2.2-2 带通滤波器2参数设置图5.2.2-3零阶保持模块参数的设置5.2.3 2FSK非相干解调局部的仿真图5.2.32FSK非相干解调波形第一个图形为fl经过带通滤波器后的图形,第二个图形为 f2经过带通滤波器后的图形,第三个图形fl经过解调后的图形,第四个图形为f2经过解调后的图形,第五个图形为fl和f2经过解调后的图形,第六个是经过零阶保持模块后的图形,第七个是解调出现的波形图,出现延时,符合实验要求.6.设计总结经过两周的时间,课程设计顺利完成,期间少不了老师和同学的帮助. 在课设过程中,是以所学理论为根底,自己查阅资料和动脑思考、动手操 作完成整个课设,在课程设计的过程中,我又重温了2FSK的