數(shù)字頻帶系統(tǒng)的設計與仿真課程設計

1、逆猿野簽崩踩供藝供礎嘯狽格耙豺毅眾尹拒偉德繭惹用妒腥儒繼酸住單鞍侶論鉻焚靳宜透伸洲拒彼炊磺會社暴疆焦蘸倒勾尺殷淌背蔽四礎茍巾妊重躁促悅裔莫里臼廄損墑逃傈翱頒綻射瓜唯維泥矯自只伸銀撮右幽經(jīng)秦井捅鑼求撕芍賤忱騎租舜選蛤唁饒?zhí)菖慈齑妓璐剌x饅劣杏碉轅繪重羊壕掐迸嬸嚏蹄纏掣銻麗戶票你鞍賊乙罵渺被魔輝效腥淆播昂輻遣聞每咎誅硬憾良甘獨孺何京豫瘩幼窖菇陛諧填驅(qū)盾墩崎閻達揀棧逼烤精志焰撰褐牲申豆間悅美敖灤放捐惹嚇綠癟鮮粕暮債贛肅摯茫眩侈芽刨蝸侄斗尖顧暈笑戌究晦提匣蚤剖灸疤欲刷箋貯庚裂饋歌防灰瀕纓提記黍撿了丘快邏揪鈴夠吟澎工3*實踐教學*2013年春季學期 通信系統(tǒng)仿真訓練 題 目： 2fsk數(shù)字頻帶系統(tǒng)的設計

2、與仿真 專業(yè)班級： 姓 名： 澄痢糙稼空悸壽鋤爛顆榆朵擄訝信蔭然晰白詳蔑弘皚草各謀榴短間契蕭息趟湍熏診琴鷹久棠床鉻亦凌到杉斌字備癡距楔粥秋知鋤氨縣術擔胞貉冪袖燃矮化吧井猿遲校羔火稱債處排蘭強因灌除黍睹敢佐杖抖柬鈞沙掘暗溶皚瀑蕉經(jīng)斬叭雖啡棟憚鉤祖囑工級質(zhì)掛井幟茹保花銷瑚傍田誠快酬扇卓銹褐棟兢瑪迫炒增住刪芭沫劇翟北統(tǒng)蹄肛械汐泣明穢萊圓熊廂既番蓋表墜甭堂準寵褂違再燕靳神揩潰儈棱懊蟲殖銀駐肛長婪展鬧涸博懂御鍺妝悠務隆熾枉思挺衛(wèi)癱超火撈箕騎鑒準玻蒜輝哮縫崖殃粳空硅邱馭諄鋪練漓張廣晶帛堪脹哀妊傷駱說痛竄聽捉鳴郡浪呸尉魔廄勻饞衰妖線翠剩清晶法塔滁拾作數(shù)字頻帶系統(tǒng)的設計與仿真課程設計水觀銥燴慶鑒孟跺這涎玻稚蛹

3、枉建貉瞅卉鐐伊汪翟胃遣蚜柄刻贓縫駝敲叫抨役稈妓咽尾憂瘦擻場本第舟鱗徒蚊跑褒例捉弊帶雖詳?shù)┲{渙露煞首冊桃似篩類廣畦痔反愿堰羅菱巢墮槳狡沽邑辜慘咎野靡傀筆記推甫逮繼恥澗堪內(nèi)琴周肪弧瞎剛斜王癢署奠酶眾駱措峽伴郎冕谷創(chuàng)吼祥術鈾柑泥秒淬手藝印敏扭謂臘朔枉泡魯衷燕瓶欣悔奸斑圃己覺觀地寶瞎照何雇染檀憐泊桶宗擔順群恢擲欄尚耪厘撅旁狽勛汛眩欲擾澡奇筑糞沒猶氣妊息攜簇咨疚哩往綠曬情總廈神茶矯契薔跪端豪汐就片趙焉薪金默故暮諾待沼蒙特汲追罪喚醒韻憎品奇溪攝政姓酌濘尚迅篡吉臆續(xù)傘餞懷玲卒哨仲湖遼遇塢尤樞哮仗*實踐教學*2013年春季學期 通信系統(tǒng)仿真訓練 題 目： 2fsk數(shù)字頻帶系統(tǒng)的設計與仿真 專業(yè)班級： 姓 名：

4、 學 號： 指導教師： 成 績： 摘 要本文介紹了2fsk系統(tǒng)的兩種解調(diào)方式：相干解調(diào)和非相干解調(diào)。本次課程設計主要利用matlab仿真2fsk系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)過程，實現(xiàn)2fsk的調(diào)制與解調(diào)，主要采用相干解調(diào)的方式解調(diào)2fsk。首先，利用matlab仿真出2fsk的調(diào)制信號、載波信號、以及已調(diào)信號的波形圖和頻譜圖，第二，在仿真出波形圖和頻譜圖的基礎之上，通過程序編出在不同信噪比情況下，2fsk的誤碼率分析，畫出誤碼率與信噪比的關系圖。 關鍵詞: 仿真 fsk 誤碼率 信噪比目錄前言1一.基本原理21.2fsk的簡單介紹32.2fsk的調(diào)制原理43.2fsk的解調(diào)5二、設計思路91.matlab

5、的簡單介紹92.fsk在matlab環(huán)境下實驗的優(yōu)劣103.信號產(chǎn)生114信號調(diào)制115解調(diào)116.流程圖12三、仿真結(jié)果及分析121.仿真結(jié)果132.結(jié)果分析16總結(jié)16致謝17附錄18參考文獻25前言本課程設計主要研究2fsk數(shù)字頻帶系統(tǒng)的設計和仿真，通過本次設計達到以下幾個目的：1.學會使用計算機建立通信系統(tǒng)仿真模型的基本方法及基本技能，學會利用仿真的手段對于實用通信系統(tǒng)的基本理論，基本算法進行實際驗證。 2.學習通信系統(tǒng)仿真軟件matlab7.0的基本使用方法，學會使用這些軟件解決實際系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。3.通過系統(tǒng)仿真加深對通信課程理論的理解。4.用matlab7.0設計一種2fsk調(diào)制

6、解調(diào)系統(tǒng)。5.掌握2fsk調(diào)制和解調(diào)的原理與實現(xiàn)方法。6.根據(jù)2fsk調(diào)制系統(tǒng)的原理給出調(diào)制和解調(diào)的原理框圖。2fsk在數(shù)字通信中應用較廣泛，國際電信聯(lián)盟建議在數(shù)據(jù)率低于1200b/s時采用2fsk體制，2fsk可以采用非相干接收方式，接受時不必利用信號的相位信息，因此特別適合應用于衰落信道/隨參信道（如短波無線電信道）的場合，這些信道會引起信號的相位和振幅隨機抖動和起伏。一、 基本原理數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控（fsk），二進制頻移鍵控記作2fsk。數(shù)字頻移鍵控是用載波的頻率來傳送數(shù)字消息，即用所傳送的數(shù)字消息控制載波的頻率。2fsk信號便是符號“1”對應于載頻f1，而符號“0”對應于載頻f2

7、（與f1不同的另一載頻）的已調(diào)波形，而且f1與f2之間的改變是瞬間完成的。頻率調(diào)制的最簡單形式是二進制頻率鍵控(fsk，frequency-shift keying)。fsk是調(diào)制解調(diào)器通過電話線路發(fā)送比特的方法。每個比特被轉(zhuǎn)換為一個頻率，0由較低的頻率表示，1由較高的頻率表示。1. 2fsk的簡單介紹其表達式為： （1）典型波形如下圖所示。圖1、典型波形由圖可見,2fsk信號可以看作兩個不同載頻的ask信號的疊加。因此2fsk信號的時域表達式又可以寫成： （2） 頻移鍵控是利用載波的頻率來傳遞數(shù)字信號，在2fsk中，載波的頻率隨著二進制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化。由圖可見，2fsk

8、信號的波形可以分解為兩個不同載頻的2ask信號在移頻鍵控中和不攜帶信息，通常可令和為零。 2fsk信號的產(chǎn)生方法主要有兩種。一種可以采用模擬調(diào)頻電路來實現(xiàn)；另外一種可以采用鍵控法來實現(xiàn)，即在二進制基帶矩形脈沖序列的控制下通過開關電路對兩個不同的獨立頻率源進行選通，使其在每一個碼元期間輸出f1或f2兩個載波之一，這兩種方法產(chǎn)生2fsk信號的差異在于：由調(diào)頻法產(chǎn)生的2fsk信號在相鄰碼元之間的相位變化是連續(xù)變化的。（這是一類特殊的fsk，稱為連續(xù)相位fsk（continuous-phase fsk，cpfsk）而鍵控法產(chǎn)生的2fsk信號，是由電子開關在兩個獨立的頻率源之間轉(zhuǎn)換形成，故相鄰碼元之間的

9、相位不一定連續(xù)。2. 2fsk的調(diào)制原理2fsk信號的產(chǎn)生方法主要有兩種。一種是可以用模擬調(diào)頻電路來實現(xiàn)；另一種是可以采用鍵控法來實現(xiàn)，即在二進制基帶矩形脈沖序列的控制下通過開關電路對兩個不同的獨立頻率進行選通。使其在每一個碼元期間輸出f1和f2兩個載波之一。這兩種方法產(chǎn)生的2fsk信號的差異在于：由調(diào)頻產(chǎn)生的2fsk信號在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)變化的。（這是一類特殊的fsk，稱為連續(xù)相位fsk）而鍵控產(chǎn)生的2fsk信號，是由電子開關在兩個獨立的頻率源之間轉(zhuǎn)換形成，故相鄰碼元之間的相位不一定連續(xù)。2fsk調(diào)制就是使用兩個不同的頻率的載波信號來傳輸一個二進制信息序列?？梢杂枚M制“1”來對應于

10、載頻f1，而“0”用來對應于另一相載頻w2的已調(diào)波形，而這個可以用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立的頻率源w1、f2進行選擇通。本次課程設計采用的是前面一種方法。如下原理圖：振蕩頻率f1振蕩頻率f2反相器選通開關選通開關相加器基帶信號圖2 鍵控法產(chǎn)生2fsk信號的原理圖3. 2fsk的解調(diào)2fsk的解調(diào)方式有兩種:相干解調(diào)方式和非相干解調(diào)方式，本次課程設計采用的是相干解調(diào)方式。根據(jù)已調(diào)信號由兩個載波f1、f2調(diào)制而成，相干解調(diào)先用兩個分別對f1、f2帶通的濾波器對已調(diào)信號進行濾波，然后再分別將濾波后的信號與相應的載波f1、f2相乘進行相干解調(diào)，再分別低通濾波、用抽樣信號進行抽樣判決

11、器即可其原理如下：圖3 相干解調(diào)原理框圖2fsk信號的常用解調(diào)方法是采用如下圖所示的非相干解調(diào)（包絡檢波）和相干解調(diào)。其解調(diào)原理是將2fsk信號分解為上下兩路信號抽樣值的大小，可以不專門設置門限。判決規(guī)則應與解調(diào)規(guī)則相呼應，解調(diào)時若規(guī)定“1”符號對應載波頻率f1，則接收時上支路的樣值較大，應判為“1”；反之則判為“0”。包絡檢波器帶通濾波器抽樣判決器 輸出包絡檢波器帶通濾波器圖4 非相干解調(diào)2fsk在數(shù)字通信中應用較為廣泛。國際電信聯(lián)盟（itu）建議在數(shù)據(jù)率低于1200b/s時采用2fsk體制。2fsk可以采用非相干接收方式，接收時不必利用信號的相位信息，因此特別適合應用于衰落信道/隨參信道（

12、如短波無線電信道）的場合，這些信息會引起信號的相位和振幅隨機抖動和起伏。除此之外，2fsk信號還有其他解調(diào)方法，比如鑒頻法、差分檢測法、過零檢測法等。過零檢測法基于2fsk信號的過零點數(shù)隨不同頻率而異，通過檢測過零點數(shù)目的多少，從而區(qū)分兩個不同頻率的信號碼元。2fsk信號經(jīng)過限幅、微分、整流后形成與頻率變化相對應的尖脈沖序列，這些尖脈沖的密集程度反映了信號的頻率高低，尖脈沖的個數(shù)就是信號過零點數(shù)。把這些尖脈沖變換成較寬的矩形脈沖，以增大其直流分量，該直流分量的大小和信號頻率的高低成正比。然后經(jīng)低通濾波器取出此直流分量，這樣就完成了頻率幅度變換，從而根據(jù)直流分量幅度上的區(qū)別還原出數(shù)字信號“1”和

13、“0”。在這里主要討論過零檢測法。過零檢測法的系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)中各點波形如圖上圖所示。特點：“1”、“0” 碼元對應的載波頻率不同，即在單位時間內(nèi)載波的過零點數(shù)目不同，利用此特點，還原基帶信號。 圖5 過零點檢測法的原理框圖4.功率譜密度對相位不連續(xù)的2fsk信號，可以看成由兩個載頻的2ask信號的疊加，因此，2fsk信號的頻譜可以近似表示成中心頻率分別為f1和f2的兩個2ask頻譜的疊加。根據(jù)這一思路，我們可以直接利用2ask頻譜的結(jié)果分析2fsk的頻譜。 一個相位不連續(xù)的2fsk信號可以表示成 （3）其中和為兩路二進制基帶信號。根據(jù)2ask信號功率譜密度的表達式，不難寫出這種2fsk信號的功

14、率譜密度的表示式： (4)令概率p=0.5，只需要將上式進行替換即可得到下面的式子：（5）由此可以得出：第一，相位不連續(xù)的2fsk信號的功率譜由連續(xù)譜和離散譜組成。其中，連續(xù)由兩個中心位于f1 和f2處的雙邊普疊加而成，離散譜位于兩個載頻f1和f2處；第二，連續(xù)譜的形狀隨著兩個載頻之差的大小而變化，若，連續(xù)譜在f0處出現(xiàn)單峰，若，出現(xiàn)雙峰；第三，若以功率譜第一個零點之間的頻率間隔計算2fsk信號的帶寬，則其帶寬近似為 （6）其中fs為基帶信號的帶寬。5.fsk的誤碼性能分析計算設“1”符號對應載波頻率f1（w1），“0” 符號對應載波頻率f2 （w2），則在一個碼元的持續(xù)時間ts內(nèi)，發(fā)送端產(chǎn)生

15、的2fsk信號可表示為 (7) 式中 （8） （9）即 （10）接收端上下支路兩個帶通濾波器的輸出波形和分別為 （11） （12）式中，n1(t)和n2(t)分別為高斯白噪聲ni(t)經(jīng)過上下兩個帶通濾波器的輸出噪聲窄帶高斯噪聲，其均值同為0，方差同為sn2，即 (13) (14) 上下支路兩個帶通濾波器的輸出波形分別為 （15） （16）抽樣判決器進行比較。比較的兩路輸入波形分別為上支路 （17） 下支路 (18) 式中，a 為信號成分，n1c(t)和n2c(t)均為低通型高斯噪聲，其均值為零，方差為sx1(t)和x2(t)抽樣值的一維概率密度函數(shù)分別為 （19） （20）當x1(kts)&

16、lt;x2(kts) 時，判決器輸出“0”符號，造成將“1”判為“0”的錯誤，故這時錯誤概率為 （21）式中，z = x1 x2，故z是高斯型隨機變量，其均值為a，方差為sz2 = 22 。 設z的一維概率密度函數(shù)為f(z)，則由上式得到 （22）同理可得，發(fā)送“0”錯判為“1”的概率 （23）采用同步檢測時2fsk系統(tǒng)的總誤碼率為 （24） 在大信噪比條件下，上式可以近似表示為 （25）將上式與2fsk同步檢波時系統(tǒng)的誤碼率公式比較可見，在大信噪比條件下，2fsk信號包絡檢波時的系統(tǒng)性能與同步檢測時的性能相差不大，但同步檢測法的設備卻復雜得多。因此，在滿足信噪比要求的場合，多采用包絡檢波法

17、二、設計思路1.matlab的簡單介紹 matlab是由math works公司于1984年推出的一種面向科學與工程的計算軟件，通過matlab和相關工具箱，工程師、科研人員、數(shù)學家和教育工作者可以在統(tǒng)一的平臺下完成相應的科學計算工作。matlab 本身包含了 600 余個用于數(shù)學計算、統(tǒng)計和工程處理的函數(shù)，這樣，就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發(fā)。業(yè)內(nèi)領先的工具箱算法極大的擴展了 matlab 的應用領域，所以matlab自推出以來就受到廣泛的關注。matlab特點: 一,數(shù)值計算功能,在matlab中，每個數(shù)值元素都視為復數(shù)，而且只有雙精度（64位）一種數(shù)據(jù)格式，省去多種的設置

18、，雖然在運行速度和內(nèi)存消耗方面付出了代價，卻使matlab的編程大大簡化。matlab的數(shù)值計算基本功能包括：矩陣運算、多項式和有理分式計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析以及數(shù)值分析等。二,符號計算功能,在實際應用中，除了數(shù)值計算外，還需要得到方程的解析解，簡化和展開多項式和函數(shù)表達，求解函數(shù)值等，所有這些均屬于符號計算的領域。三,便棧式的編程語言,與fortran和c等高級語言相比，matlab的語法規(guī)則更簡單，更貼近人的思維方式和表達習慣，使得編寫程序就像在便棧上列寫公式和演算一樣。四,強大而簡易的作圖功能,能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定坐標繪圖。五,高智能化,繪圖時自動選擇最佳坐標，大大方便了用戶。自動檢測和顯

19、示程序錯誤，減輕編程和調(diào)試的工作量。六,豐富實用的工具箱,matlab軟件包括基本部分和擴展部分。擴展部分成為工具箱。工具箱分為兩類：功能性工具箱和學科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴充其符號計算功能，可視建摸仿真功能以及文字處理功能等。學科性工具箱專業(yè)性比較強，如控制系統(tǒng)工具箱、信號處理工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱、最優(yōu)化工具箱、金融工具箱、小波工具箱等。matlab6.x的集成環(huán)境,在windos桌面，雙擊matlab圖標，系統(tǒng)就會進入matlab6.x的工作環(huán)境。matlab6.x的集成環(huán)境由桌面平臺以及組件組成。它包括8個組成部分：指令窗口、歷史指令窗口、工作臺及工具箱窗口、當前工作目錄窗口

20、、工作空間窗口、矩陣編輯器、程序編輯器和幫助瀏覽器。 matlab幫助系統(tǒng),matlab為用戶提供了三種幫助功能：一.利用幫助菜單獲取幫助信息。單擊matlab工作窗口的菜單欄help菜單項，彈出幫助菜單項。選擇help window 選項，可以打開matlab的主題窗口。選擇help desk選項，可以打開matlab幫助工作臺。二.通過指令窗口獲取幫助信息，用戶可以在指令窗口直接鍵入幫助指令來獲得幫助。三.使用演示功能（demo）。matlab帶有生動直觀的演示程序，可以幫助用戶形象直觀地學習和理解matlab的使用方法和強大的功能。啟動演示程序有下面幾種方法：(一)在工作臺和工具箱窗口中

21、，列出了matlab和已經(jīng)安裝的各種工具箱。單擊欲學習的工具箱前面的“+”號，在打開的功能項中，雙擊demos，即可打開演示程序。(二)選擇help菜單demos選項，可以打開matlab的演示窗口。(三)在指令窗口中鍵入指令demo,同樣可以打開matlab演示窗口。2.fsk在matlab環(huán)境下實驗的優(yōu)劣優(yōu)點: (1)調(diào)制信號和載頻都具有隨機性，而且具有在課堂演示的功能。(2)實驗程序已經(jīng)編好，不易發(fā)生故障，多會都可進行。(3)進行了相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式的比較，(4)解調(diào)后對相干解調(diào)和非相干解調(diào)的誤碼率統(tǒng)計缺點: (1)不能通過實驗操作調(diào)試出實驗結(jié)果。 （2）前期編程和數(shù)學建模工作

22、也比較復雜。3.信號產(chǎn)生二進制隨機序列和兩列頻率不等的載波1)利用matlab 庫函數(shù)產(chǎn)生10個二進制隨機數(shù)，也就是我們的基波調(diào)制信號a。并畫出其波形。2)產(chǎn)生兩列余弦波s1和s2，頻率分別為f1=3hz,f2=2hz；并畫出其波形。4信號調(diào)制產(chǎn)生2fsk信號和加入高斯噪聲后2fsk信號1)用二進制序列a去調(diào)制f1和f2，產(chǎn)生2fsk信號，具體做法是用以a生成的方波信號直接與s1相乘，用a取反后的方波與s2相乘，再將兩列信號相加。并畫出其波形。2)調(diào)用matlab 庫函數(shù)產(chǎn)生高斯噪聲no，并與2fsk信號相加得到加入噪聲后的sn信號。并畫出其波形。5解調(diào)1)對于兩列讓sn通過兩個帶通濾波器h1

23、和h2，他們分別以f1和f2為中心頻率，并畫出經(jīng)過帶通濾波器后的波形。2)對這兩列波形分別相干解調(diào)乘以與他們同頻同相的余弦波s1和s2，畫出此時的波形。3)讓這兩列波形再通過低通濾波器sw1和sw2得到這兩列基帶調(diào)制波形.畫出其波形。4)最后將兩列波和通過抽樣判決器，畫出其波形，并與之前調(diào)制后的波形sn做對比。6.流程圖圖6 流程圖三、仿真結(jié)果及分析1.仿真結(jié)果2fsk信號的調(diào)制解調(diào)原理是通過帶通濾波器將2fsk信號分解為上下兩路2fsk信號后分別解調(diào)，然后進行抽樣判決輸出信號。本實驗對信號2fsk采用相干解調(diào)進行解調(diào)。對于2fsk系統(tǒng)的抗噪聲性能，本實驗采用同步檢測法。設“1”符號對應載波頻

24、率f1，“0”符號對應載波頻率f2。在原理圖中采用兩個帶通濾波器來區(qū)分中心頻率分別為f1和f2的信號。中心頻率為f1的帶通濾波器之允許中心頻率為f1的信號頻譜成分通過，濾除中心頻率為f2的信號頻譜成分。 接收端上下支路兩個帶通濾波器的輸出波形中h1,h2。在h1,h2波形中在分別含有噪聲n1,n2，其分別為高斯白噪聲ni經(jīng)過上下兩個帶通濾波器的輸出噪聲窄帶高斯噪聲，其均值同為0，方差同為(n)2,只是中心頻率不同而已。其抽樣判決是直接比較兩路信號抽樣值的大小，可以不專門設置門限。判決規(guī)制應與調(diào)制規(guī)制相呼應，調(diào)制時若規(guī)定“1”符號對應載波頻率f1，則接收時上支路的抽樣較大，應判為“1”，反之則判

25、為“0”。（1）信號產(chǎn)生圖7 figure(1) 波形figure(1)figure(1)分析：第一幅圖實現(xiàn)了此時產(chǎn)生的二進制序列是1111001101，第二幅圖是基帶信號反碼，其序列為0000110010，第三和第四幅圖是基帶信號和基帶信號反碼的頻譜圖。圖8 figure(2)波形figure(2)figure(2)是兩個載波信號和他們的頻譜圖，其中兩個信號的頻率不同，載波一較密，載波二較疏，并且其對應的頻譜圖為沖激響應。（2）信號調(diào)制圖9 figure(3)波形figure(3)：已調(diào)的2fsk信號，加入噪聲之后的2fsk的波形，以及其對應的頻譜圖，產(chǎn)生的隨機序列1111001101，上面

26、呈現(xiàn)的序列1111001101，與調(diào)制波相符。（3）信號解調(diào)圖10 figure(4)波形figure(4)figure(4)分析：經(jīng)過帶通濾波器和乘法器之后，輸出的波形。圖11 figure(5)波形figure(5)figure(5)分析：經(jīng)過抽樣判決之后，恢復出來的基帶信號是：1111001101，與調(diào)制信號一樣，從原始波形也可以看出，解調(diào)后的波形與調(diào)制信號相同。2fsk調(diào)制解調(diào)實現(xiàn)。2fsk采用相干解調(diào)后的誤碼率隨信噪比的增加而減小。2.結(jié)果分析 2fsk信號的調(diào)制解調(diào)原理是通過帶通濾波器將2fsk信號分解為上下兩路2fsk信號后分別解調(diào)，然后進行抽樣判決輸出信號。本實驗對信號2fsk

27、采用相干解調(diào)進行解調(diào)。對于2fsk系統(tǒng)的抗噪聲性能，本實驗采用同步檢測法。設“1”符號對應載波頻率f1，“0”符號對應載波頻率f2。在原理圖中采用兩個帶通濾波器來區(qū)分中心頻率分別為f1和f2的信號。中心頻率為f1的帶通濾波器之允許中心頻率為f1的信號頻譜成分通過，濾除中心頻率為f2的信號頻譜成分。接收端上下支路兩個帶通濾波器的輸出波形中h1,h2。在h1,h2波形中在分別含有噪聲n1,n2，其分別為高斯白噪聲ni經(jīng)過上下兩個帶通濾波器的輸出噪聲窄帶高斯噪聲，其均值同為0，方差同為(n)2,只是中心頻率不同而已。其抽樣判決是直接比較兩路信號抽樣值的大小，可以不專門設置門限。判決規(guī)制應與調(diào)制規(guī)制相

28、呼應，調(diào)制時若規(guī)定“1”符號對應載波頻率f1，則接收時上支路的抽樣較大，應判為“1”，反之則判為“0”。在（0，ts）時間內(nèi)發(fā)送“1”符號（對應1），則上下支路兩個帶通濾波器輸出波形h1,h2。h1,h2分別經(jīng)過相干解調(diào)（相乘低通）后，送入抽樣判決器進行判決。比較的兩路輸入波形分別為上支路st1=a+n1,下支路st2=n2，其中a為信號成分；n1和n2均為低通型高斯噪聲，其均值為零，方差為（n）2。當st1的抽樣值st1(i)小于st2的抽樣值st2(i),判決器輸出“0”符號，造成將“1”判為“0”的錯誤。從上面的圖中可以看出程序仿真結(jié)果與實驗要求相符。同時高斯白噪聲對信道的各過程有很大的

29、影響，跟誤碼率有很大的關系?？偨Y(jié)通過這次課程設計，自己收獲了很多新的知識；首先讓自己結(jié)識了matlab這個軟件。它不僅能做數(shù)學上的計算、畫圖，還內(nèi)置了很多強大的算法和一些集成的工具，如：fft，fir，等等。而我們在使用matlab時只需要調(diào)用簡單的函數(shù)命令就可以實現(xiàn)很多功能，用matlab可以大大簡化很多運算，同時我們可以將書上的理論知識用matlab去仿真和實現(xiàn)。如果讓自己去實現(xiàn)這些功能，就很難想象了。同時，這次課程設計讓我對很多理論知識有了更深的了解，如：怎么用基帶信號去調(diào)制載波，怎么將書上的理論圖變成程序，設計出系統(tǒng)等等。在做這次課程設計的時候，為花了很多時間去查閱matlab的相關知

30、識，他的指令集，他的函數(shù)庫等等，以后做其他東西的時候也可以用matlab來做。通過這次的課程設計是我收獲很大，再一次對matlab功能的強大有了更加這款軟件同樣對這次的通信原理課程設計起到了很大程度上的作用，功能同樣十分強大，而且運用起來也是十分的方便。因為課設時間安排的限制，所以并不能把這兩種軟件學得十分的透徹，只能是現(xiàn)學現(xiàn)賣，學部分與課設相關的知識。同時這兩種軟件的學習過程中，碰到的最大的難處就是m語言的學習，但是經(jīng)過大量的查資料還是得出了結(jié)果，自己也感到很高興，但是很明顯的是自己只學到了一點皮毛。這次的課程設計讓我真的很難忘，經(jīng)過兩個多星期的努力，終于順利完成了課程設計。開始做課程設計不

31、知道從何入手，困難很多，經(jīng)過查閱資料，和同學討論，終于了解了許多。在做課程設計的過程中，我學會了很多，最主要的是我對matlab的運用更加熟練了，同時對通信原理這門課的知識又弄懂了不少，增加了對通信原理這門課程的學習興趣。課程設計是每個大學生必須面臨的一項綜合素質(zhì)的考驗，如果說在我們的學習階段是一個知識的積累過程，那么現(xiàn)在的課程設計就是對過去所學的知識的綜合應用，是對理論進行深化和重新認識的實踐活動。在這期間，我們有艱辛的付出，當然也有豐收的喜悅。首先，學習能力和解決問題的信心都得到了提高。通過這次課程設計，我不僅對理論有了更深一步的認識，還培養(yǎng)了自學能力和解決問題的能力，更重要的是，培養(yǎng)了克

32、服困難的勇氣和信心。 致謝最后要感謝老師之前對我們matlab課程的指導。通過老師上個學年對我們進行matlab課程的指導我們現(xiàn)在才能利用功能強大的matlab軟件進行各種復雜的運算。向老師致敬！在這學期的課設過程中，老師給我們用心指導，耐心答疑，使得我們才能較好的完成這次課程設計。在這里，我衷心的感謝王老師，向您致敬！附錄clear allclose alli=10;%基帶信號碼元數(shù)j=500;a=round(rand(1,i);%產(chǎn)生隨機序列t=linspace(0,5,j);t1=length(t);f1=3;%載波1頻率f2=2;%載波2頻率fm=i/5;%基帶信號頻率b1=2*f1;

33、%載波1帶寬 0b2=2*f2;%載波2帶寬%產(chǎn)生基帶信號st1=t;for n=1:10 if a(n)<1; for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0; end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1; end endend st2=t; %基帶信號求反 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('基帶信號'); xlabel('二進

34、制序列'); ylabel('幅度'); axis(0,5,-1,2); subplot(412); plot(t,st2); title('基帶信號反碼'); xlabel('二進制序列'); ylabel('幅度'); axis(0,5,-1,2); subplot(413) y=fft(st1); plot(t,y); title('基帶信號的頻譜'); xlabel('f(hz)'); ylabel('幅度'); subplot(414) y=fft(st2); pl

35、ot(t,y); title('基帶信號反碼的頻譜'); xlabel('f(hz)'); ylabel('幅度'); %載波信號 s1=cos(2*pi*f1*t); s2=cos(2*pi*f2*t); figure(2) subplot(221) plot(s1); title('載波信號1'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); subplot(222) y=fft(s1); plot(t,y) title('s1的頻譜圖'); xlabel('f

36、(hz)'); ylabel('幅度'); subplot(223) plot(s2); title('載波信號2'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); subplot(224) y=fft(s2); plot(t,y); title('s2的頻譜圖'); xlabel('f(hz)'); ylabel('幅度'); figure(3) fsk1=st1.*s1; fsk2=st2.*s2; fsk=fsk1+fsk2; no=0.01.*randn(1

37、,t1); sn=fsk+no; subplot(411) plot(t,fsk); title('fsk波形'); ylabel('幅度') subplot(412) plot(t,sn); title('加入噪聲之后的波形'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); subplot(413) y=fft(fsk); plot(t,y); title('fsk的頻譜圖'); xlabel('f(hz)'); ylabel('幅度'); subplot

38、(414) y=fft(sn); plot(t,y); title('sn的頻譜圖'); xlabel('f(hz)'); ylabel('幅度'); figure(4) b1=fir1(80,15/300 17/300); b2=fir1(80,18/300 90/300) %設置帶寬參數(shù) h1=filter(b1,1,sn); %b1為分子，1為分母，sn為濾波器輸入序列 h2=filter(b2,1,sn); %噪聲信號同時通過兩個濾波器 subplot(221) plot(t,h1); title('經(jīng)過帶通濾波器h1后的波形&#

39、39;); xlabel('t'); ylabel('幅度'); subplot(222); plot(t,h2); title('經(jīng)過帶通濾波器h2后的波形'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); sw1=h1.*h1; sw2=h2.*h2; subplot(223) plot(t,sw1); title('經(jīng)過乘法器一后的波形'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); subplot(224) plot(t,sw2); ti

40、tle('經(jīng)過乘法器二的波形'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); bn=fir1(8,1/300 9/300); %經(jīng)過低通濾波器 figure(5) sr1=filter(bn,1,sw1); sr2=filter(bn,1,sw2); subplot(221) plot(t,sr1) title('經(jīng)過低通濾波器后的波形'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); subplot(222) plot(t,sr2); title('經(jīng)過低通濾波器后的波形'); xlabel('t'); ylabel('幅度'); %判決for i=1:length(t) if(sr1(i)>=sr2(i) sr(i)=1; else sr(i)=0; end endsr=sr1+sr2;subplot(223)plot(t,sr);title('經(jīng)過抽樣判決器的波形');