通信原理课程设计-2FSK调制

湘南学院课程设计

课程名称 通信原理 系 别： 计算机科学系 专业班级： 通信一班 学 号： 06 02 36 26 29 姓 名：肖雅青、许芬、蒋小松、杨潜、杨志 题 目： 基于Matlab的2FSK调制及仿真 完成日期： 2010年 12月 31日 指导老师： ***

2010年 12月31 日

目 录

1、设计题目·················3

2、设计原理·················3

3、实现方法·················4

4、设计结果及分析··············7

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5、参考文献·················10

Ⅰ.设计题目

基于Matlab的2FSK调制及仿真

Ⅱ.设计原理

数字频率调制又称频移键控，记作FSK；二进制频移键控记作2FSK。

2FSK数字调制原理：

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(t)2FSK(t)AAcos(t)

1122发送\"1\"时发送\"0\"时

πf1和22πf2为两个不同的码元的角频式中，假设码元的初始相位分别为1和2；12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g(t)及其反g(t)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。

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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)

图1-1 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

2FSK(t)g(t)cos(1t1)g(t)·cos(2t2)[ang(tnTs)]cos(1t1)[ang(tnTs)]cos(2t2)

nn

其中g(t)是脉宽为Ts的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。

an0,概率P1，概率1P

an0,概率1P1，概率P

其中，an为an的反码，即若an1，则an0；若an0，则an1。

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

S2FSK(f)S2ASK1(f)S2ASK2(f) TS16[|Sa(ff1)TS|2|Sa(ff1)TS|2|Sa(ff2)TS|2|Sa(ff2)TS|2]

116[(ff1)(ff1)(ff2)(ff2)]

2FSK信号带宽为 B2FSK|f1f2|2fs|f1f2|2Rs 式中，Rsfs是基带信号的带宽。

Ⅲ.实现方法

1、Simulink仿真实现：

4

2FSK调制仿真系统原理图：

本设计产生2FSK信号的方法采用的是键控法

各个模块具体参数设置：

正弦波发生器1： 正弦波发生器2：

开关设置：

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示波器设置：

2、Matlab实现：

源程序代码： clear all close all

i=10;%基带信号码元数 j=5000;

a=round(rand(1,i));%产生随机序列 t=linspace(0,5,j); f1=10;%载波1频率 f2=5;%载波2频率 fm=i/5;%基带信号频率 B1=2*f1;%载波1带宽 B2=2*f2;%载波2带宽

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号 st1=t; for n=1:10 if a(n)<1;

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;

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end else

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1; end end end

st2=t;

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%基带信号求反 for n=1:j;

if st1(n)>=1; st2(n)=0; else st2(n)=1; end end;

figure(1); subplot(411); plot(t,st1);

title('基带信号'); axis([0,5,-1,2]); subplot(412); plot(t,st2);

title('基带信号反码'); axis([0,5,-1,2]);

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波信号 s1=cos(2*pi*f1*t); s2=cos(2*pi*f2*t); subplot(413) plot(s1);

title('载波信号1'); subplot(414), plot(s2);

title('载波信号2');

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制 F1=st1.*s1;%加入载波1 F2=st2.*s2;%加入载波2 figure(2); subplot(311); plot(t,F1); title('s1*st1'); subplot(312); plot(t,F2); title('s2*st2'); e_fsk=F1+F2; subplot(313); plot(t,e_fsk);

title('2FSK信号')

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Ⅳ.设计结果及分析

1、Simulink仿真结果：

析： 图中第4个波形为2FSK信号波形，本次设计产生2FSK 波形的方法为键控法，所以其产生的波形相邻码元之间的相位不连续，由图中可以看出，低频代表码元“1”，高频代表码元“0”；

在编译过程中出现了以下错误与警告：

### Starting Real-Time Workshop build procedure for model: untitled ### Generating code into build directory: D:\\Matlab\\work\led_grt_rtw

Warning: The model 'untitled' does not have continuous states, hence using the solver

'FixedStepDiscrete' instead of the solver 'ode3' specified in the Configuration Parameters dialog.

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解决方法，将相关参数更改后如图：

更改后再次编译：

### Successful completion of Real-Time Workshop build procedure for model: untitled

2、Matlab程序运行结果：

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