matlab课程设计

郑州航空工业管理学院。

电子信息系统**》课程设计。

2009 级电子信息工程专业 0913082 班级。

题目 2fsk调制解调系统设计与**

姓名金勇军学号 091308211

指导教师**王娜。

二о一一年十二月七日。

内容摘要。本文主要是利用matlab7.0来实现2fsk 数字调制解调系统的设计。

对数字通信系统主要原理和技术进行研究，理解2fsk系统调制解调的基本过程和相关知识，该设计模块包含信源调制、发送滤波器模块、信道、接受滤波器模块、解调以及信宿，并未各个模块进行相应的参数设置。在此基础上熟悉matlab的功能及操作，最后通过观察**图形进行波形分析及系统的性能评价。

关键词。2fsk matlab 调制解调系统性能

一、 matlab软件简介。

matlab是矩阵实验室（matrix laboratory）之意。除具备桌越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模**和实时控制等功能。

matlab的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学，工程中常用的形式十分相似，故用matlab来解算问题要比用c,fortran等语言完相同的事情简捷得多。

当前流行的matlab 5.3/simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(toolbox).

工具包又可以分为功能***包和学科工具包。功能工具包用来扩充matlab的符号计算，可视化建模**，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。

开放性使matlab广受用户欢迎。除内部函数外，所有matlab主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。

一种语言之所以能如此迅速地普及，显示出如此旺盛的生命力，是由于它有着不同于其他语言的特点，正如同fortran和c等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样，被称作为***计算机语言的matlab，利用其丰富的函数资源，使编程人员从繁琐的程序**中解放出来。matlab最突出的特点就是简洁。matlab用更直观的，符合人们思维习惯的**，代替了c和fortran语言的冗长**。

matlab给用户带来的是最直观，最简洁的程序开发环境。

二、理论分析。

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。

式中，假设码元的初始相位分别为和；和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：

模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。

键控法，用数字基带信号及其反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。

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。

2fsk的解调方式。

2fsk 的解调方法有非相干解调和相干解调：

这里的抽样判决器与 2ask 解调时不同，只需判断哪一个输入样值大，不专门设置门。

**图：参数设置：

系统时钟：no. of sample: 1001sample rate:10000hz

no. of system loop:1

矩形脉冲序列和调制信号波形：

绘制 2fsk 信号的功率谱密度图：

由图可见 2fsk 功率谱密度的特点如下：

1、 2fsk信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成，离散谱出现在 500hz 和 1000hz 两个载频位置。

2、若两个载频之差|f1-f2|>fs功率谱密度中的连续谱部分出现双峰，该实验中，fs为 100hz, |f1-f2|等于500hz，连续谱为双峰，若两个载频之差|f1-f2|≤fs，则出现单峰。

3、所需传输带宽 bfsk=|f1-f2|+2 fs .

输出信号和两种方法解调输出的波形：

三、 matlab实现：

生成2fsk的程序如下。

源程序**：

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;

endelse

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

st1(m)=1;

endend

endst2=t;

基带信号求反。

for n=1:j;

if st1(n)>=1;

st2(n)=0;

elsest2(n)=1;

endend;

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')

matlab程序运行结果：

2fsk调制解调系统进行设计和**：

fc=10; %载频。

fs=40; %系统采样频率。

fd=1; %码速率。

n=fs/fd;

df=10;

numsymb=25;%进行**的信息**个数。

m=2; %进制数。

snrpbit=60;%信噪比。

snr=snrpbit/log2(m);%60

seed=[12345 54321];

numplot=15;

x=randsrc(numsymb,1,[0:m-1]);产生25个二进制随机码。

figure(1)

stem([0:numplot-1],x(1:numplot),'bx');显示15个码元，杆图，从x的前十五个随机数中选取。

title('二进制随机序列')

xlabel('time');

ylabel('amplitude');

调制。y=dmod(x,fc,fd,fs,'fsk',m,df);%数字带通调制。

nummodplot=numplot*fs; %15*40

t=[0:nummodplot-1]./fs;%数组除法（**时间）

figure(2)

plot(t,y(1:length(t)),b-')

axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);

title('调制后的信号')

xlabel('time');

ylabel('amplitude');

%在已调信号中加入高斯白噪声。

randn('state',seed(2));生成-2到+2之间的随机数矩阵。

y=awgn(y,snr-10*log10(0.5)-10*log10(n),'measured',[db');在已调信号中加入高斯白噪声。

figure(3)

plot(t,y(1:length(t)),b-')画出经过信道的实际信号。

axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);

title('加入高斯白噪声后的已调信号')

xlabel('time');

ylabel('amplitude');

相干解调。figure(4)

z1=ddemod(y,fc,fd,fs,'fsk/eye',m,df);

title('相干解调后的信号的眼图')

%带输出波形的相干m元频移键控解调。

figure(5)

stem([0:numplot-1],x(1:numplot),'bx');

hold on;

stem([0:numplot-1],z1(1:numplot),'ro');

hold off;

axis([0 numplot -0.5 1.5]);

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