2DPSK调制解调系统的设计和仿真
通讯系统原理课程设计
设计题目：2DPSK调制与解调系统的仿真姓名：彭水艳周海军袁航李晓龙院（系）：机电工程学院
专业：电子信息工程专业
指导老师：刘艳东薛艳茹
日期：2010年6月12日至6月18日
2DPSK调制与解调系统的仿真
摘要设计了差分编码移相键控(2DPSK)调制解调系统的工作流程图,并利用Matlab 软件对该系统的动态进行了模拟仿真。利用仿真的结果,从基带信号的波形图可以衡量数字信号的传输质量;由系统的输入和输出波形图可以看出,仿真实验良好。2DPSK调制解调系统的仿真设计,为以后进一步研究基于Matlab的通信实验仿真系统奠定了坚实的基础。
关键词调制解调; 差分移相编码; 仿真设计
1、 2DPSK基本原理
1.1 2DPSK信号原理
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。
图1.1 2DPSK信号
在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。
定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设：
?Φ=0→数字信息“0”；
?Φ=π→数字信息“1”。
则数字信息序列与2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK 信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π
或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0
1.2 2DPSK 信号的调制原理
一般来说，2DPSK 信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。
图1.2.1 模拟调制法
2DPSK 信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0” 时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi 。
图1.2.2 键控法调制原理图
1.3 2DPSK 信号的解调原理
2DPSK 信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 1.3.1 2DPSK 信号解调的极性比较法
它的原理是2DPSK 信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码，再经过逆差分器，就
码变换
相乘
载波
s(t)
e o (t)
得到了基带信号。它的原理框图如图1.3.1所示。
图 1.3.1 极性比较解调原理图
1.3.2 2DPSK 信号解调的差分相干解调法
差分相干解调的原理是2DPSK 信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，此后该信号分为两路，一路延时一个码元的时间后与另一路的信号相乘，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决，抽样判决器的输出即为原基带信号。它的原理框图如图1.3.2所示。
图 1.3.2 差分相干解调原理图
2、建立模型
2.1 差分和逆差分变换模型
差分变换模型的功能是将输入的基带信号变为它的差分码。逆码变换器原理图如下：
2.2 带通滤波器和低通滤波器的模型
带通滤波器模型的作用是只允许通过（fl ，fh ）范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平。低通滤波器模型的作用是只允许通过（0，fh ）范围内的频率分量，并且将其他范围
c
a
b
微分整流
脉冲展宽
逆码变换器 （a ）原理方框图
相乘器
低通滤波器
抽样判决器
2DPSK
带通滤波器
带通 滤波器
相乘器
低通 滤波器 抽样 判决器
逆码变换
本地载波
2DPSK
延迟T
的频率分量衰减到极低水平。在Matlab中带通滤波器和低通滤波器的模型可以用编写程序来模拟。
2.3 抽样判决器模型
抽样判决器的功能是根据位同步信号和设置的判决电平来还原基带信号。在Matlab中抽样判决器可以用simulink中的模块来模拟。它的模型框图如图所示，它的内部结构图如图2.3所示。
图 3.3 抽样判决器
2.4 系统结构图
图 2.4.1 系统结构图
2.4.2 2ＤＰＳＫ调制与解调总原理框图
图2.4.2 2ＤＰＳＫ调制与解调总原理框图
3、仿真
3.1 仿真程序
%- 2DPSK 调制与解调
%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>Initial_Part>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> %---------------------------------------------------
function y=dpsk2()
fs = 30000;
Time_Hold_On = 0.1;
Num_Unit = fs * Time_Hold_On;
High_Level = ones ( 1, Num_Unit );
Low_Level = zeros ( 1, Num_Unit );
w = 300;
A = 1;
%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>Initial_The_Signal>>>>>>>>>>>>>>> %---------------------------------------------------
Sign_Set = [0,1,1,0,1,0,0,1]
Lenth_Of_Sign = length ( Sign_Set );
st = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );
sign_orign = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );
sign_result = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );
t = 0 : 1/fs : Time_Hold_On * Lenth_Of_Sign - 1/fs;
%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>Generate_The_Original_Signal>>>>>>>>>>>> %---------------------------------------------------
for I = 1 : Lenth_Of_Sign
if Sign_Set(I) == 1
sign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;
else
sign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;
end
end
%---------------------------------------------------
%>>>>>>>>>>>>>>>>>>Modulation_Part>>>>>>>>>>>>>>>>>>
%---------------------------------------------------
for I = 1 : Lenth_Of_Sign
if Sign_Set(I) == 1
st( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A* cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) + ( pi / 2 ) );
else
st( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A* cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) );
end
end
figure
subplot ( 2, 1, 1 )
plot(t, sign_orign);
axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - (A / 2), A + (A / 2) ] );
title ( '原始信号' );
grid
subplot ( 2, 1, 2 );
plot ( t, st );
axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] );
title ( '调制后的信号' );
grid
%---------------------------------------------------
%>>>>>>>>>>>>>>>>>>相乘>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
%---------------------------------------------------
dt = st .* cos ( 2 * pi * w * t );
figure
subplot(2,1,1)
plot ( t, dt );
axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] );
title ( '相乘后的波形' );
grid
%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>>低通滤波部分>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
%---------------------------------------------------
[N,Wn] = buttord( 2*pi*50, 2*pi*150,3,25,'s'); %临界频率采用角频率表示[b,a]=butter(N,Wn,'s');
[bz,az]=impinvar(b,a,fs); %映射为数字的
dt = filter(bz,az,dt);
subplot(2,1,2)
plot ( t, dt );
axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] ); title ( '低通滤波后的波形' );
grid
%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>抽样判决& 逆码变换部分>>>>>>>>>>>>>>>
%---------------------------------------------------
for I = 1 : Lenth_Of_Sign
if dt((2*I-1)*Num_Unit/2) < 0.25
sign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;
else
sign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;
end
end
figure
plot ( t, sign_result );
axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] ); title ( '逆码变换后的波形' );
grid
3.2.1 2DPSK模拟调制和差分相干解调法仿真图
图3.4.2 2DPSK模拟调制和差分相干解调法仿真图
4、调试过程及结论
4.1 差分相干法
2DPSK信号经相关模块调试后的波形图如下：
调制过后加入高斯白噪声，连接到带通滤波器，去除调制信号以外的在信道中混入的噪声，再连接到相乘器。此相乘器是一路延时一个码元时间后与另一路信号相乘。作用是去除调制信号中的载波成分。
信号经过低通滤波器后，去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号。经过抽样判决，便还原成原始信号。
5、心得体会
本次课程设计在刚开始的过程中无从下手，手忙脚乱，时间又紧，最终决定用软件仿真来实现2DPSK调制解调的设计。
通过这次课程设计我们能够比较系统的了解理论知识，掌握了2DPSK调制解调的工作原理及2DPSK调制解调系统的工作过程，学会了使用仿真软件Matlab，并学会通过应用软件仿真来实现某些通信系统的设计，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。
通过这次课程设计还让我们知道了，我们平时所学的知识如果不加以实践的话等于纸上谈兵。课程设计主要是我们理论知识的延伸，它的目的主要是要在设计中发现问题，并且自己要能找到解决问题的方案，形成一种独立的意识。我们还能从设计中检验我们所学的理论知识到底有多少，巩固我们已经学会的，不断学习我们所遗漏的新知识，把这门课学的扎实。
当然在做课程设计的过程中总会出现各种问题，在这种情况下我们都会努力寻求最佳路径解决问题，无形间提高了我们的动手，动脑能力，并且同学之间还能相互探讨问题，研究解决方案，增进大家的团队意识。
总的来说，这次课程设计让我们收获颇多，不仅让我们更深一步理解书本的知识，提高我们分析问题和解决问题的能力，而且让我们体会到团队的重要性。
The design and simulation of 2DPSK modulation system
Abstract The simulation design of the overall structure and the sub-modules of a 2DPSK communication system are finished according to the principle of binary differential phase-shift keying (2DPSK) by using MATLAB. The analysis of the input and output waveforms indicate that the system worked at optimal frequency. In this paper,the simulation and analysis of the 2DPSK communication system provide basis for the implementation of future full-digital short-distance communication system.
Key words modulation and demodulation ; binary differential phase-shift keying (2DPSK); simulation design
6、参考文献
[1] 樊昌信,张甫翊,徐炳祥,吴成柯.通信原理（第5版），国防工业大学出版社，2001
[2] 杜武林,高频电路原理与分析[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.13-15
[3] 姚俊,SIMULINK建模与仿真[ M ],西安电子科技大学出版社,2001.
[4] 邓华,MA TL AB通信仿真及应用实例详解出[ M ],人民邮电出版社
[5] 李建新,现代通信系统分析与仿真MA TLAB 通信工具箱[ M ],西安电子科技大学出版社,2002.
基于Simulink的2FSK调制解调系统设计
二○一二～二○一三学年第二学期 电子信息工程系 课程设计计划书 班级： 课程名称： 学时学分： 姓名： 学号： 指导教师： 二○一三年六月一日
一、课程设计目的： 通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink 或SystemView等工具对通信系统进行仿真。 二、课程设计时间安排： 课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后编写程序或构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。 三、课程设计内容及要求： 1 设计任务与要求 1.1 设计要求 （1）学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通讯系统的基本理论、基本算法进行实际验证； （2）学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本实用方法，学会使用这软件解决实际系统出现的问题； （3）通过系统仿真加深对通信课程理论的理解，拓展知识面，激发学习和研究的兴趣；（4）用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统； 1.2设计任务 根据课程设计的设计题目实现某种数字传输系统，具体要求如下； （1）信源：产生二进制随机比特流，数字基带信号采用单极性数字信号、矩形波数字基带信号波形； （2）调制：采用二进制频移键控（2FSK）对数字基带信号进行调制，使用键控法产生2FSK 信号； （3）信道：属于加性高斯信道； （4）解调：采用相干解调； （5）性能分析：仿真出该数字传输系统的性能指标，即该系统的误码率，并画出SNR（信噪比）和误码率的曲线图；
2 方案设计与论证 频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK 中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK 中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为： { )cos() cos(212)(n n t A t A FSK t e ?ωθω++= 典型波形如下图所示。由图可见。2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成： )cos()]([)cos(])([)(2_ 12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ?ωθω+-++-=∑∑ 1 1 1 1 t ak s 1(t) cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t +θn )cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn) 2FSK 信号 t t t t t t 2.1 2FSK 数字系统的调制原理 2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。如下原理图：
基于LabView的调制解调系统设计
基于LaｂVＩEＷ的调制解调系统设计 工程设计报告 题目类型:小组题目 班级: ０21２12 姓名：李x（组长）、黄ＸX 学号：1１４9,11０0 联系方式： 西安电子科技大学 电子工程学院
一．摘要 虚拟技术的发展使电子技术实验的分析设计过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成。这样，一方面克服了实验室在元器件和规格上的限制,避免了损坏仪器等不利因素,另一方面使得实验不受时间及空间的限制,从而促进虚拟电子技术实验教学的现代化。本文介绍了基于ＬabVIEＷ的虚拟电子技术实验系统——虚拟调制解调器的设计与实现。此系统具有参数调节方便、易实现、可靠度高等优点。 在实现的过程中,我们小组首先对ＬabＶＩＥＷ这款软件的使用进行了深入的学习,掌握了这款软件的基本操作和图形编程的方法;其次对调制解调系统进行学习，了解现在流行的调制解调是如何实现的，然后在理论上设计出一套可以实现的调制解调系统;进而在LabＶIEW的开发环境下对设计的系统进行试验验证，经过调试和反复的完善,得到最终的调制解调系统。 二.绪论 (一)虚拟仪器的发展 虚拟仪器发展至今,大体可以分为四代:模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。 第一代---模拟仪器。这类仪器看起来在某些实验室仍然恩能够看到，是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器，如指针式万用表、指针式电压表、指针式电流表等。这类指针式仪器借助指针来显示最终结果。 第二代-－-分立元件式仪器。当2０世纪5０年代出现电子管,2０世纪60年代出现晶体管时,便产生了以电子管或晶体管电子电路为基础的第二代测试仪器--－分立元件式仪器。 第三代--－数字化仪器。２0世纪7０年代，随着集成电路的出现，诞生了以集成电路芯片为基础的第三代仪器这类仪器目前相当普及，如数字电压表,数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量,并以数字方式输出最终结果,适用于快速响应和较高准确度的测量。 第四代--－智能仪器。随着微电子技术的发展和微处理器的普及,以微处理器为核心的第四代仪器---智能仪器也迅速普及。这类仪器内置微处理器,既能进行自动测试，又具有一定的数据处理功能,可取代部分脑力劳动，习惯上称之智能仪器。其缺点是它的功能模块全部都以硬件的形式存在,无论对开发还是针对应用,都缺乏灵活性。 目前，微电子技术和计算机技术飞速发展,测试技术与计算机深层次的结合正引起测试仪器领域里的一场新革命，一种全新的仪器结构概念导致了新一代仪器---虚拟仪器的出现。它是现代计算机技术，通信技术和测量技术想结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革,是仪器产业发展的一个重要方向。它的出现使得人类的测试技术进入一个新的发展纪元。 (二)虚拟仪器的特点 任何一台仪器，一般都由信号的采集、信号的分析处理、测试结果的输出三
2FSK调制解调通信原理课程设计
` 课程设计报告 课程名称：通信系统课程设计 设计名称：2FSK调制解调仿真实现 姓名： 学号: 班级： 指导教师： 起止日期：
课程设计任务书 学生班级：学生姓名：学号： 设计名称：2FSK调制解调仿真实现 起止日期：指导教师： 课程设计学生日志
课程设计考勤表 课程设计评语表
2FSK 的调制解调仿真实现 一、 设计目的和意义 1、 熟练地掌握matlab 在数字通信工程方面的应用。 2、 了解信号处理系统的设计方法和步骤。 3、 理解2FSK 调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK 的调制解调，画出各个阶段的波形。 4、 学习信号调制与解调的相关知识。 5、 通过编程、调试掌握matlab 软件的一些应用，掌握2FSK 调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣； 二、 设计原理 1．2FSK 介绍： 数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。 其表达式为： { )cos() cos(212)(n n t A t A FSK t e ?ωθω++= 典型波形如下图所示。由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成： ) cos()]([)cos(])([)(2_ 12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ?ωθω+-++-=∑∑ z
SSB调制解调系统设计
南华大学电气工程学院 《通信原理课程设计》任务书 设计题目：SSB调制解调系统设计 专业：通信工程 学生姓名: 唐军德学号:20114400227 起迄日期:2013 年12月20日~2014年1月3日指导教师:宁志刚副教授 系主任：王彦教授
《通信原理课程设计》任务书
附件二： 《通信原理课程设计》设计说明书格式 一、纸张和页面要求 A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 二、说明书装订页码顺序 (1)任务书 (2)论文正文 (3)参考文献，(4)附录 三、课程设计说明书撰写格式 见范例 引言(黑体四号) ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号) 1☆☆☆☆(黑体四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.1（空一格）☆☆☆☆☆☆(黑体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.2 ☆☆☆☆☆☆、☆☆☆ 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2 ☆☆☆☆☆☆ (黑体四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1 ☆☆☆☆、☆☆☆☆☆☆，☆☆☆(黑体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1.1☆☆☆，☆☆☆☆☆，☆☆☆☆ (楷体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) （1）…… ①……
………… 图1. 工作波形示意图(图题，居中，宋体五号) 5结论(黑体四号) ☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号) 参考文献(黑体四号、顶格) 参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“et al”。 几种主要参考文献著录表的格式为： ⑴专(译)著：[序号]著者.书名（译者）[M].出版地：出版者，出版年：起~止页码. ⑵期刊：[序号]著者.篇名[J].刊名，年，卷号（期号）：起~止页码. ⑶论文集：[序号]著者.篇名[A]编者.论文集名[C] .出版地：出版者，出版者. 出版年：起~止页码. ⑷学位论文：[序号]著者.题名[D] .保存地：保存单位，授予年. ⑸专利文献：专利所有者.专利题名[P] .专利国别：专利号，出版日期. ⑹标准文献：[序号]标准代号标准顺序号—发布年，标准名称[S] . ⑺报纸：责任者.文献题名[N].报纸名，年—月—日（版次）. 附录（居中,黑体四号） ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)
DSB调制解调系统设计与仿真
DSB调制解调系统设计与仿真 姓名： 学号： 学院：信息工程学院 专业：通信工程 指导老师：
目录 (2) 绪论 (2) 课程设计目的 (3) 课程设计要求 (3) 1. 建立DSB调制解调模型 (4) 1.1 DSB信号的模型 (4) 1.2 DSB信号调制过程分析 (5) 1.3 高斯白噪声信道特性分析 (8) 1.4 DSB解调过程分析 (11) 1.5 DSB调制解调系统抗噪声性能分析 (14) 2. 调制解调仿真过程 (16) 3. 课程设计心得体会 (19) 4. 参考文献 (20)
本课程设计信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。双边带DSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。 课程设计目的 《通信原理》是通信工程专业的一门极为重要的专业基础课，但内容抽象，基本概念较多，是一门难度较大的课程。本课程设计是DSB调制解调系统的设计与仿真，用于实现DSB信号的调制解调过程，信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用，调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置，解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。在此次课程设计中，我需要通过多方搜集资料与分析，来理解并掌握DSB 调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。通过这个课程设计，我将更清晰地了解DSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB这款《通信原理》辅助教学操作的熟练度。 课程设计要求 1．掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础实现DSB信号的调制解调，所有的仿真用matlab或VC程序实现（如用Matlab则只能用代码的形式，不能
基于MATLAB的2FSK调制解调课设
摘要 FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。二进制的基带信号是用正负电平来表示的。FSK--又称频移键控法。FSK 是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。 关键词：2FSK 基带信号载波调制解调
目录 摘要 0 一引言 (1) 二设计原理 (2) 2.1 2FSK介绍 (2) 2.2 2FSK调制原理 (2) 2.3 2FSK解调原理 (3) 三详细设计步骤 (4) 四设计结果及分析 (5) 4.1 信号产生 (5) 4.2 信号调制 (7) 4.3 信号解调 (8) 4.4 课程设计程序 (10) 五心得体会 (15) 六参考文献 (16)
一、引言 2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是调频法，一种是开关法。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元之间的相位不一定是连续的。本设计采用后者——开关法。2FSK信号的接受也分为相干和非相干接受两种，非相干接受方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。故本设计采用相干解调法。
二、 设计原理 2.1 2FSK 介绍： 数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。数字频移键控 是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。 其表达式为： { )cos() cos(212)(n n t A t A FSK t e ?ωθω++= (3-1) 典型波形如下图所示。由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成： ) cos()]([)cos(])([)(2_ 12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ?ωθω+-++-=∑∑ (3-2) 1 1 1 1 t ak s 1(t)cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t+θn ) cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn) 2FSK 信号t t t t t t 2.2 2FSK 调制原理 2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图：
2FSKFSK 通信系统调制解调综合实验电路设计
学生学号实验课成绩 学生实验报告书 实验课程名称 开课学院 指导教师姓名 学生姓名 学生专业班级 200-- 200学年第学期
实验教学管理基本规范 实验就是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节;实验报告就是反映实验教学水平与质量的重要依据。为加强实验过程管理,改革实验成绩考核方法,改善实验教学效果,提高学生质量,特制定实验教学管理基本规范。 1、本规范适用于理工科类专业实验课程,文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照 执行或暂不执行。 2、每门实验课程一般会包括许多实验项目,除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报 告外,其她实验项目均应按本格式完成实验报告。 3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。每部分均在实验成绩中占一 定比例。各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。各专业也可以根据具体情况,调整考核内容与评分标准。 4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。教师要在实验过程中抽查学生预习情况, 在学生离开实验室前,检查学生实验操作与记录情况,并在实验报告第二部分教师签字栏签名,以确保实验记录的真实性。 5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩,完整保存实验报告。在完成所有实 验项目后,教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册,构成该实验课程总报告,按班级交课程承担单位(实验中心或实验室)保管存档。 6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格与不及格五级评定。
实验课程名称:__通信原理_____________
图3-1数字键控法实现2FSK信号的原理图 图中两个振荡器的载波输出受输入的二进制基带信号s(t)控制。由图3-1 可知,s(t)为“1”时,正脉冲使门电路1接通,门2断开,输出频率为f1;数字信号为“0”时,门1断开,门2接通,输出频率为f2。在一个码元Tb期间输出ω1或ω2两个载波之一。由于两个频率的振荡器就是独立的,故输出的2FSK信号:在码元“0”“1”转换时刻,相邻码元的相位有可能就是不连续的。这种方法的特点就是转换速率快,波形好,频率稳定度高,电路简单,得到广泛应用。对应图3-1(a)与(b) ,2FSK调制器各点的时间波形如图3-2所示,图中波形g可以瞧成就是两个不同频率载波的2ASK信号波形e 与波形f 的叠加。可见,2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。其信号的时域表达式: ()()()()() ∑ ∑+ - + + - = k b k k b k FSK t kT t g a t kT t g a t S2 2 1 1 cos cos? ω ? ω 图3-2 2FSK调制器各点的时间波形 本次综合设计实验调制部分正就是采用此方法设计的。整个调制系统包括:载波振荡器、反相器、调制器与加法器等单元电路组成。 1、2 解调设计方案 数字频率键控( 2FSK) 信号常用解调方法有很多种,在设计中利用过零检测法。 过零检测法就是利用信号波形在单位时间内与零电平轴交叉的次数来测定信号频率。解调系统组成原理框图如图3-3所示电路: g f e d c b a 位定时 抽样判决 LPF 脉冲展宽 整流 微分 限幅 图3-3 2FSK过零检测解调电路原理框图 输入的FSK 信号经限幅放大后成为矩形脉冲波,再经过微分电路得到双向尖脉冲,然后整流得到单向尖脉冲,每个尖脉冲表示一个过零点,尖脉冲的重复频率就就是信号频率的两倍。将尖脉冲去触发一单稳电路, 产生一定宽度的矩形脉冲序列,该序列的平均分量与脉冲重复频率成正比,即与输入信号成正比。所以经过低通滤波器输出的平均分量的变化反映了输入信号频率的变化,这样把码元“ 1”与“ 0”在幅度上区分开来,恢复出数字基带信号。其原理框图及各点波形如图3-4 所示。
基于LabView的调制解调系统设计
基于LabVIEW的调制解调系统设计 工程设计报告 题目类型：小组题目 班级：021212 姓名：李x（组长）、黄XX 学号：1149,1100 联系方式： 西安电子科技大学 电子工程学院
一.摘要 虚拟技术的发展使电子技术实验的分析设计过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成。这样，一方面克服了实验室在元器件和规格上的限制，避免了损坏仪器等不利因素，另一方面使得实验不受时间及空间的限制，从而促进虚拟电子技术实验教学的现代化。本文介绍了基于LabVIEW的虚拟电子技术实验系统——虚拟调制解调器的设计与实现。此系统具有参数调节方便、易实现、可靠度高等优点。 在实现的过程中，我们小组首先对LabVIEW这款软件的使用进行了深入的学习，掌握了这款软件的基本操作和图形编程的方法；其次对调制解调系统进行学习，了解现在流行的调制解调是如何实现的，然后在理论上设计出一套可以实现的调制解调系统；进而在LabVIEW的开发环境下对设计的系统进行试验验证，经过调试和反复的完善，得到最终的调制解调系统。 二.绪论 (一)虚拟仪器的发展 虚拟仪器发展至今，大体可以分为四代：模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。 第一代---模拟仪器。这类仪器看起来在某些实验室仍然恩能够看到，是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器，如指针式万用表、指针式电压表、指针式电流表等。这类指针式仪器借助指针来显示最终结果。 第二代---分立元件式仪器。当20世纪50年代出现电子管，20世纪60年代出现晶体管时，便产生了以电子管或晶体管电子电路为基础的第二代测试仪器---分立元件式仪器。 第三代---数字化仪器。20世纪70年代，随着集成电路的出现，诞生了以集成电路芯片为基础的第三代仪器这类仪器目前相当普及，如数字电压表，数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量。 第四代---智能仪器。随着微电子技术的发展和微处理器的普及，以微处理器为核心的第四代仪器---智能仪器也迅速普及。这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试，又具有一定的数据处理功能，可取代部分脑力劳动，习惯上称之智能仪器。其缺点是它的功能模块全部都以硬件的形式存在，无论对开发还是针对应用，都缺乏灵活性。 目前，微电子技术和计算机技术飞速发展，测试技术与计算机深层次的结合正引起测试仪器领域里的一场新革命，一种全新的仪器结构概念导致了新一代仪器---虚拟仪器的出现。它是现代计算机技术，通信技术和测量技术想结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是仪器产业发展的一个重要方向。它的出现使得人类的测试技术进入一个新的发展纪元。 (二)虚拟仪器的特点 任何一台仪器，一般都由信号的采集、信号的分析处理、测试结果的输出三
16QAM调制解调系统设计的设计
资料 《通信原理及系统课程设计》报告 二○一一～二○一二学年第二学期 学号 091603048 姓名张薇 班级通信Q0941 电子工程系
设计任务书 【设计题目】 16QAM调制与解调系统的设计 【设计目的】 通过此综合设计，加深基本理论知识的理解，加强理论联系实际，增强动手能力，提高通信系统仿真的设计技能。 【设计内容】 1.设计任务：利用所学通信知识，设计一个16QAM调制与解调系统，并用 SystemVIEW进行仿真和分析，从而实现理论联系实际的作用。 2.基本要求： （1）用码元速率为19.2Kb/s的随机序列作为实验系统的信号源； （2）用频率为76.8kHz的正交信号作为实验系统的载波信号； （3）用9.6Kb/s的方波信号及其正交信号，作为抽样判决的时钟信号，抽样频率为384kHz； （4）保证串/并变换、并/串变换的正确性； （5）对完成的系统进行性能仿真，加入噪声电压，分析其输出性能。 【提交要求】 1.打印设计报告，内容包括： （1）设计思路及设计方案； （1）系统的基本原理框图以及每一个模块的作用； （2）系统设计过程中，每一个用到的图符中主要参数的意义； （3）每一个用到的图符主要参数的设定和设定的依据； （4）仿真系统参数改变时，给仿真结果带来的影响（如高斯白噪声信道的信噪比增加，则误码率减小）； （5）仿真的结果（波形截图，总体分析评价等）。 2.仿真程序（需要加注释）。
目录 一、设计思路 (4) 二、总体方案设计 (4) 1、调制方案 (4) 2、解调方案 (5) 三、总体电路图 (5) 四、模块设计及主要参数设置 (6) 1、串/并转换 (6) 2、低通滤波 (7) 3、抽样判决 (8) 4、并/串转换 (8) 五、仿真结果及分析 (9) 1．仿真参数设置 (9) 2、仿真结果 (9) 3、仿真结果分析 (13) 六、小结 (13)
FM调制解调系统设计与仿真lin
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: FM信号的仿真分析 初始条件：调制信号：分别为300Hz正弦信号和三角波信号；载波频率：30kHz；解调方式：同步解调。 要求完成的主要任务: 要求能够熟练应用MATLAB语言编写基本的通信系统的应用程序，进行模拟调制系统，数字基带信号的传输系统的建模、设计与仿真。所有的仿真用MATLAB程序实现，系统经过的信道都假设为高斯白噪声信道。 画出以下三种情况下调制信号、已调信号、解调信号的波形、频谱以及解调器输入输出信噪比的关系曲线；（①调制指数=0.5；②调制指数=1；③调制指数=3） 时间安排：1、2013年12 月19 日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、2013 年12 月19 日至2013 年12 月20 日，方案选择和电路设计。 3、2013 年12 月21 日至2013 年12月25 日，电路调试和设计说明书撰写。 4、2014 年 1 月8 日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要...................................................................................................I ABSTRACT ................................................................................................ II 一．通信系统介 (1) 二．FM调制解调系统设计 (3) 2.1MATBLAB简介 (3) 2.2 FM调制模型的建立 (3) 2.3 FM调制仿真结果 (6) 2.4 FM解调模型的建立 (6) 2.5 解调过程分析 (7) 2.6高斯白噪声信道特性 (8) 2.7信噪比分析 (9) 2.8调频系统的抗噪声性能分析 (10) 三．仿真实现 (12) 3.1 MATLAB源代码 (12) 3.2MATLAB仿真结果及分析 (12) 四．心得体会 (14) 五．参考文献 (14)
2fsk调制解调电路设计毕业设计(论文)word格式
一、设计基本原理和系统框图 2FSK 系统分调制和解调两部分。 ①调制部分：2FSK 信号的产生方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，如(a)图所示，使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如(b)图所示。这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK 信号，在相邻码元之间的相位是连续的，如(c)图所示；而开关法产生的2FSK 信号，则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续，如(d)图所示。本次设计用键控法实现2FSK 信号。 (c)相位连续 (d)相位不连续 ②解调部分：2FSK 信号的接收主要分为相干和非相干接收两类，本次设计采用非相干法(即包络解调法)，其方框图如下。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为1f 和2f 的高频脉冲，经过包络检波后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比
较，从而判决输出基带数字信号。 2FSK n(t) FSK信号包络解调方框图 设频率 1 f代表数字信号1； 2 f代表数字信号0，则抽样判决器的判决准则： 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。这里的抽样判决器，要比较x1、x2的大小，或者说把差值x1-x2与零电平比较。因此，有时称这种比较判决器的判决电平为零电平。 当FSK信号为 1 f时，上支路相当于接收“1”码的情况，其输出x1为正弦波加窄带高斯噪声的包络，它服从莱斯分布。而下支路相当于接收“0”码的情况，输出x2为窄带高斯噪声的包络，它服 从瑞利分布。如果FSK信号为 2 f，上、下支路的情况正好相反，此时上支路输出的瞬时值服从瑞利分布，下支路输出的瞬时值服从莱斯分布。 无论输出的FSK信号是 1 f或 2 f，两路输出的判决准则不变，因此可以判决出FSK信号。 带通f1 滤波器 带通f2 滤波器 包络检波器 包络检波器 抽样判决器
2FSK调制解调系统设计资料
成都理工大学工程技术学院课程论文 2FSK调制解调系统设计 作者姓名：舒珑塔（201320101130） 晋良斌（201320101129）专业名称：2013级信息工程 指导教师：刘晓丽讲师
2FSK调制解调系统设计 摘要 2FSK是一种在无线通信中很有吸引力的数字调制方式，目前在短波，微波和卫星通信中均被采用。随着超大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，数字信号处理（DSP）技术在通信领域中已有了广泛的应用。本论文研究并实现了基于DSP的全数字2FSK发送与接收系统。本文分析并防真了基于直接数字频率合成原理的2FSK全数字调制的方法；分析并防真了基于差分基带相位傅立叶变换的载波频偏和位定时算法.最终得到结果如下： 1.实现了数字的2FSK数字化调制。本文在独立设计的DSP系统上进行了调制实验。通过改变程序中的参数，成功实现了多种速率的数据发送。 2.实现了2FSK信号的数字化接收。接收工作包括数据的读入，载波频偏估计，位同步，解调。 关键词：2FSK 调制同步解调
Abstract 2fsk is a very attractive digital modulation in a wireless communication method, currently in HF, are used in microwave and satellite communications.As VLSI Technology and the rapid development of computer technology, digital signal processing ( DSP ) technology in a wide range of applications in the field of communication.This thesis research and realization of DSP Based digital 2fsk sending and receiving systems. Analysis and prevention of this article is based on the principle of direct digital frequency synthesis 2fsk digital modulation method ; analysis and prevention is based on the difference of base - band phase of the Fourier transform algorithm of bit timing and carrier frequency offset.Final results are as follows : 1. Enabling digital 2fsk digital modulation. This article about independent Design of DSP system modulation experiment. By changing the parameters in the program, the successful implementation of a variety of data sending rate. 2. Implements 2fsk digital signals received. Receiving the data is read into the carrier frequency offset estimation, bit synchronization, and demodulation. Keywords: 2fsk,modulation,Synchronized,demodulation
调制解调系统设计与仿真
贵州大学明德学院 《高频电子线路》 课程设计报告 题目：模拟角度调制系统 学院：明德学院 专业：电子信息工程 班级： 学号： 姓名：周科远 指导老师：宁阳 2012年1月 1日
《高频电子线路》课程设计任务书 一、课程设计的目的 高频电子线路课程设计是专业实践环节之一，是学习完《高频电子线路》课程后进行的一次全面的综合练习。其目的让学生掌握高频电子线路的基本原理极其构造和运用，特别是理论联系实践，提高学生的综合应用能力。 二、课程设计任务 课程设计一、高频放大器 课程设计二、高频振荡器 课程设计三、模拟线性调制系统 课程设计四、模拟角度调制系统 课程设计五、数字信号的载波传输 课程设计六、通信系统中的锁相环调制系统 共6个课题选择，学生任选一个课题为自己的课程设计题目，独立完成；具体内容按方向分别进行，不能有雷同；任务包括原理介绍、系统仿真、波形分析等；要求按学校统一的课程设计规范撰写一份设计说明书。 三、课程设计时间 课程设计总时间1周（5个工作日） 四、课程设计说明书撰写规范 1、在完成任务书中所要求的课程设计作品和成果外，要撰写课程设计说明书1份。课程设计说明书须每人一份，独立完成。 2、设计说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容，以及附图或附件等材料。 3、题目字体用小三，黑体，正文字体用五号字，宋体，小标题用四号及小四，宋体，并用A4纸打印。
目录 摘要...................................................................I ABSTRACT .............................................................II 一．课程设计的目的与要求.. (1) 1.1课程设计的目的 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 二．FM调制解调系统设计 (2) 2.1FM调制模型的建立 (3) 2.2调制过程分析 (3) 2.3FM解调模型的建立 (4) 2.4解调过程分析 (5) 2.5高斯白噪声信道特性 (6) 2.6调频系统的抗噪声性能分析 (9) 三．仿真实现 (10) 3.1MATLAB源代码 (11) 3.2仿真结果 (15) 四．心得体会 (18) 五．参考文献 (19)
2PSK和2DPSK调制解调仿真系统设计
科技大学 移动通信课程设计报告 2PSK和2DPSK调制解调仿真系统 设计 专业：通信工程班级： 姓名：学号：成绩： 姓名：学号：成绩： 姓名：学号：成绩： 姓名：学号：成绩： 姓名：学号：成绩： 设计时间：审阅教师： 科技大学通信通信学院
目录 1．前言 (2) 1.1 设计提示 (2) 1.2 设计要求 (2) 1.3 时间安排 (2) 1.4 基本原理与论证 (2) 2．2PSK调制解调原理及系统设计 (4) 2.1 2PSK基本原理 (4) 2.2 2PSK调制原理 (4) 2.3 2PSK调制系统设计 (5) 2.4 2PSK解调原理 (14) 2.5 2PSK解调系统设计 (15) 2.6 2PSK系统设计 (17) 3．2DPSK调制解调原理及系统设计 (23) 3.1 2DPSK的基本原理 (23) 3.2 2DPSK调制原理 (23) 3.3 2DPSK调制系统设计 (25) 3.4 2DPSK解调原理 (31) 3.5 2DPSK解调系统设计 (34) 3.6 2DPSK系统设计 (39) 4. 总结 (42) 4.1 各个组员总结 (42) 4.2 组长评价 (44) 参考文献 (45)
1．前言 1.1设计提示 1.根据2PSK和2DPSK信号的产生与解调方法，利用Matlab/Simulink软件进行系统设计。 2.利用Simulink专业库Communications Blockset中的Modulation模块库所提供的实现数字信号调制解调的模块，完成系统设计，并输出误码率，信道中的噪声为高斯白噪声。 1.2设计要求 1.输出已调制信号的波形图及其频谱图； 2.将输入的基带信号波形和解调后的数字基带信号波形进行比较； 3.由三人按提示一完成系统设计，由两人按提示二完成系统设计； 4.设计报告中必须有详细的设计过程，即模块选取、参数设置、图形输出等，由组长签字，评价所有成员在设计组中的作用和表现等。 5.书写及设计方案均用A4纸打印以便统一装订成册，上交电子文本。 1.3 时间安排 1. 7.8：上午领取设计任务，下午去图书馆查阅相关资料。 2. 7.9：上午整理有关2ASK和2FSK调制解调的基本原理，下午整理其调制解调所需的框图、波形图等。 3. 7.10：上午学习有关Simulink的相关知识，并向老师了解了更多的容，下午进行对两种方式的调制解调仿真的初步设计。 4. 7.11：上午完成对两种方式中仿真的所以设计，下午每个人写各自所负责的部分的原理以及对设计后的感想心得等。 1.4 基本原理与论证 数字通信系统，按调制方式可以分为基带传输和带通传输，数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率的低频段，因而在很多实际的通信（如无线通信）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合于信道传输的数字频谱信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。 所谓调制，是用基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化，从而携带信息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。 和模拟调制不同的是，由于数字基带信号具有离散取值的特点，所以调制后的载波参数只有有限的几个数值，因而数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，就像用数字信号去控制开关一样，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控ASK、移频键控FSK和移相键控PSK或者是差分移相键控DPSK。数字调制系统的基本结构如图：
FM调制解调系统设计与仿真
航空工业管理学院 《电子信息系统仿真》课程设计 09 级电子信息工程专业班级 题目FM调制解调系统设计与仿真 姓名杜怀超学号091308305 指导教师王丹王娜 二О一一年12 月 6 日
容摘要 频率调制（FM）在常应用通信系统中。FM广泛应用于电视信号的传输、卫星和系统等。 FM调制解调系统设计主要是通过对模拟通信系统主要原理和技术进行研究，理解FM调制原理和FM系统调制解调的基本过程，学会建立FM调制模型并利用集成环境下的M文件，对FM调制解调系统进行设计和仿真，并分别绘制出基带信号，载波信号，已调信号的时域波形；再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号，相干解调后信号和解调基带信号的时域波形；最后绘出FM基带信号通过上述信道和调制和解调系统后的误码率与信噪比的关系，并通过与理论结果波形对比来分析该仿真调制与解调系统的正确性及噪声对信号解调的影响。在课程设计中，系统开发平台为Windows XP，使用工具软件为 7.0。在该平台运行程序完成了对FM调制和解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。通过该课程设计，达到了实现FM信号通过噪声信道，调制和解调系统的仿真目的。从而了解FM调制解调系统的优点和缺点，有利于以后设计应用。 关键词 FM；调制；解调；M ATL AB仿真；信噪比
一、MATLAB软件简介 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和mathematica、maple并称为三大数学软件。它以矩阵为基本数据单位，在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 二、理论分析 2.1 一般通信系统 通信的目的是传输信息。一般通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。对于任何一个通信系统，均可视为由发
2FSK调制解调原理及设计
一．2FSK 调制原理： 1、2FSK 信号的产生： 2FSK 是利用数字基带信号控制在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。故其表示式为 { )cos()cos(21122)(θωθω?++=t A t A FSK t 时 发送时发送"1""0" 式中，假设码元的初始相位分别为1θ和2θ；112 f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。 2FSK 信号的产生方法有两种： （1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1（a ）所示。 （2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1（b ）所示。 这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK 信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。 (a) (b) 2FSK 信号产生原理图 由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发
送的两个2ASK 信号之和，即 ) cos(])([)cos(])([) cos(·)()cos()()(221122112θωθωθωθω?+-++-=+++=∑∑∞ -∞ =∞ -∞ =t nT t g a t nT t g a t t g t t g t n s n n s n FSK 其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。 { P ,0P 11概率，概率-= n a { P 1,0P 1-= 概率，概率n a 其中，n a 为n a 的反码，即若1=n a ，则0=n a ；若0=n a ，则1=n a 。 2、2FSK 信号的频谱特性： 由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果，比较方便，即 )] ()()()([]|)(||)(||)(||)([|) ()()(2211161 222221211622221f f f f f f f f T f f Sa T f f Sa T f f Sa T f f Sa f S f S f S S S S S T ASK ASK FSK S ++-+++-+++-+++-=+=δδδδππππ 2FSK 信号带宽为 s s FSK R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中，s s f R =是基带信号的带宽。 二．2FSK 解调原理： 仿真是基于非相干解调进行的，即不要求载波相位知识的解调和检测方法。 其非相干检测解调框图如下