2FSK信號(hào)的解調(diào)與抗噪聲的性能分析

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1、通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院專電子信息工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)題目2FSK信號(hào)的解調(diào)與抗噪聲性能分析課題性質(zhì)仿真課題來(lái)源自擬課題指導(dǎo)教師同組姓名主要內(nèi)容用數(shù)字基帶信號(hào)改變正弦型載波的幅度、頻率或相位中的某個(gè)參數(shù)，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制。任務(wù)要求1．掌握2FSK的調(diào)制與解調(diào)的實(shí)現(xiàn)方法，探索并分析其抗噪聲性能。2．用MATLAB仿真設(shè)計(jì)一個(gè)2FSK信號(hào)的產(chǎn)生并進(jìn)行調(diào)制解調(diào)的數(shù)字通信系統(tǒng)。3.遵循本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，理順基帶信號(hào)、傳輸頻帶及兩個(gè)載頻三者間相互間的關(guān)系

2、；加深理解2FSK調(diào)制器與解調(diào)器的工作原理，學(xué)會(huì)對(duì)2FSK工作過(guò)程進(jìn)行檢查及對(duì)主要性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試的方法參考文獻(xiàn)1、《MATLAB通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)》國(guó)防工業(yè)出版社孫屹2、《現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真－MATLAB通信工具箱》西安電子科技大學(xué)出版社李建新3、《現(xiàn)代通信原理》清華大學(xué)出版社曹志剛著4、教學(xué)用“通信原理”教材審查意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽字：教研室主任簽字：2014年月日目錄一．課程設(shè)計(jì)的目的和意義31.1基本要求31.2課程設(shè)計(jì)的目的及意義4二，2FSK的基本原理和實(shí)現(xiàn)42.12FSK的產(chǎn)生52.22FSK濾波器的調(diào)解

3、及抗噪聲性能7三.仿真設(shè)計(jì)步驟9（1）首先要確定采樣頻率fs和兩個(gè)載波f1，f2的值。9四．仿真程序10五．仿真結(jié)果及分析135.1、仿真波形圖如圖5-1至圖5-5所示：135.2、仿真結(jié)果的分析18六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)19參考文獻(xiàn)192FSK信號(hào)的解調(diào)與抗噪聲性能分析一．課程設(shè)計(jì)的目的和意義1.1基本要求掌握2FSK的調(diào)制與解調(diào)的實(shí)現(xiàn)方法，探索并分析其抗噪聲性能；遵循本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，理順基帶信號(hào)、傳輸頻帶及兩個(gè)載頻三者間相互間的關(guān)系；加深理解2FSK調(diào)制器與解調(diào)器的工作原理，學(xué)會(huì)對(duì)2FSK工作過(guò)程進(jìn)行檢查及對(duì)主要性

4、能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試的方法。1.2課程設(shè)計(jì)的目的及意義本次課程設(shè)計(jì)是對(duì)通信原理課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合和總結(jié)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使同學(xué)認(rèn)識(shí)和理解通信系統(tǒng)，掌握信號(hào)是怎樣經(jīng)過(guò)發(fā)端處理、被送入信道、然后在接收端還原。要求學(xué)生掌握通信原理的基本知識(shí)，運(yùn)用所學(xué)的通信仿真的方法實(shí)現(xiàn)某種傳輸系統(tǒng)。能夠根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的具體要求，掌握軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試的具體方法、步驟和技巧。對(duì)一個(gè)實(shí)際課題的軟件設(shè)計(jì)有基本了解，能進(jìn)一步掌握高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基本概念，掌握基本的程序設(shè)計(jì)方法，拓展知識(shí)面，激發(fā)在此領(lǐng)域中繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究的興趣，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程做準(zhǔn)備

5、。在信道中，大多數(shù)具有帶通傳輸特性，必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生各種已調(diào)數(shù)字信號(hào)。可以用數(shù)字基帶信號(hào)改變正弦型載波的幅度、頻率或相位中的某個(gè)參數(shù)，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制。也可以用數(shù)字基帶信號(hào)同時(shí)改變正弦型載波幅度、頻率或相位中的某幾個(gè)參數(shù)，產(chǎn)生新型的數(shù)字調(diào)制。本課程設(shè)計(jì)旨在根據(jù)所學(xué)的通信原理知識(shí)，并基于MATLAB軟件，仿真一2FSK數(shù)字通信系統(tǒng)。2FSK數(shù)字通信系統(tǒng)，即頻移鍵控的數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng)。頻移鍵控是利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。在2FSK中，載波的頻率隨二進(jìn)制基帶

6、信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化。因此，一個(gè)2FSK信號(hào)的波形可以看成是兩個(gè)不同載頻的2ASK信號(hào)的疊加?？梢岳妙l率的變化傳遞數(shù)字基帶信號(hào)，通過(guò)調(diào)制解調(diào)還原數(shù)字基帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)目標(biāo)。二，2FSK的基本原理和實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制頻率調(diào)制是用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)控制正弦波的頻率隨二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的變化而變化。由于二進(jìn)制數(shù)字信息只有兩個(gè)不同的符號(hào)，所以調(diào)制后的已調(diào)信號(hào)有兩個(gè)不同的頻率f1和f2，f1對(duì)應(yīng)數(shù)字信息“1”，f2對(duì)應(yīng)數(shù)字信息“0”。二進(jìn)制數(shù)字信息及已調(diào)載波如圖3-1所示。圖3-12FSK信號(hào)2.12FSK的產(chǎn)生在2FSK

7、信號(hào)中，當(dāng)載波頻率發(fā)生變化時(shí)，載波的相位一般來(lái)說(shuō)是不連續(xù)的，這種信號(hào)稱為不連續(xù)2FSK信號(hào)。相位不連續(xù)的2FSK通常用頻率選擇法產(chǎn)生，如圖3-2所示：圖3-22FSK信號(hào)調(diào)制器兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器作為兩個(gè)頻率發(fā)生器，他們受控于輸入的二進(jìn)制信號(hào)。二進(jìn)制信號(hào)通過(guò)兩個(gè)與門電路，控制其中的一個(gè)載波通過(guò)。調(diào)制器各點(diǎn)波形如圖3-3所示：圖3-32FSK調(diào)制器各點(diǎn)波形由圖3-3可知，波形g是波形e和f的疊加。所以，二進(jìn)制頻率調(diào)制信號(hào)2FSK可以看成是兩個(gè)載波頻率分別為f1和f2的2ASK信號(hào)的和。由于“1”、“0”統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，因此，2

8、FSK信號(hào)功率譜密度等于這兩個(gè)2ASK信號(hào)功率譜密度之和，即（3-1）2FSK信號(hào)的功率譜如圖3-4所示：圖3-42FSK信號(hào)的功率譜由圖3-4看出，2FSK信號(hào)的功率譜既有連續(xù)譜又有離散譜，離散譜位于兩個(gè)載波頻率f1和f2處，連續(xù)譜分布在f1和f2附近，若取功率譜第一個(gè)零點(diǎn)以內(nèi)的成分計(jì)算帶寬，顯然2FSK信號(hào)的帶寬為（3-2）為了節(jié)約頻帶，同時(shí)也能區(qū)分f1