基于SIMULINK的2FSK仿真畢業(yè)論文解讀

1、煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）摘要在模擬通信系統(tǒng)中，山模擬信源產(chǎn)生的攜帶信息的消息經(jīng)過傳感器轉換成電信 號，模擬基帶信號在經(jīng)過調(diào)制將低通頻譜搬移到載波頻率上適應信道，最終解調(diào)還原成電 信號；在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，數(shù)字信號對高頻載波進行調(diào)制，變?yōu)轭l帶信號，通過信道傳輸, 在接收端解調(diào)后恢復成數(shù)字信號。本文應用了幅度調(diào)制以及鍵控法產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)信號。同步問題是進行數(shù)字通信的前提和基礎，同步性能的好壞直接影響著通信系統(tǒng)的性 能。本文介紹的正是應用鎖相環(huán)對2FSK信號進行解調(diào)。本文首先對該系統(tǒng)的原理進行了 分析，之后應用Mat lab的simulink模塊對該系統(tǒng)進行了仿真，最后對仿真結果僅進行了 簡單

2、的分析。關鍵詞：同步、鎖相環(huán)、2FSK、simulink調(diào)制解調(diào)Title Based on SIMULINK communicat ions system SimulationAbstractIn simulation of communication system, produced by simulation source carry information news after sensor into electrical signal, analog baseband signal after a low pass spectrum will move to adapt to the

3、 carrier frequency channel, eventually demodulation reductive into electrical signals; In digital transmission system, digital signal to the high frequency modulated carrier, a band signal, through the channel transmission, at the receiving end after demodulation back into a digital signal This pape

4、r applied the amplitude modulation and keying method produce modulation and demodulation signal.Synchronization is the foundamental problem in a digital communication system. Also, it has a direct impact on the performance of a communication system. In this article, I describes the very application

5、of 2FSK signal demodulation based on PLL First, the principle of the system is analyzed, then apply MATLAB corresponding modules to simulate the system Finally I give analysis on simulation results Key words: synchronizationv PLL、2FSK、simulink 、modulate and Demodulate 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）目 錄 TOC o 1-5 h

6、 z 1緒論11. 1通信原理31.2系統(tǒng)設計目的41.3系統(tǒng)功能要求42系統(tǒng)設計52.1設計平臺簡介52.2 2FSK調(diào)制與相干解調(diào)原理63 2FSK 設計83. 1 2FSK 簡介83.2原理分析93.3仿真過程103.4仿真結果123.5結果分析164詳細設計184. 1 熟悉 simulink 平臺 184.2設計2FSK信號194. 3 2FSK信號非相干解調(diào)仿真244.4功率譜密度分析27結束語34致謝35參考文獻36煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）仁緒論1.1通信原理通信（Communication）就是信息的傳遞，是指山一地向另一地進行信息的傳輸與交換，其 LI的是傳輸消息。然

7、而，隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對傳遞消息的要求也越來越高。在 各種各樣的通信方式中，利用“電”來傳遞消息的通信方法稱為電信 （Telecommunication）,這種通信具有迅速、準確、可靠等特點，且兒乎不受時間、地點、 空間、距離的限制，因而得到了飛速發(fā)展和廣泛應用?？梢灶A見，未來的通信對人們的生 活方式和社會的發(fā)展將會產(chǎn)生更加重大和意義深遠的影響。訂前，無論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不同的通信業(yè)務中都得到了廣泛的應用。但 是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過了模擬通信，成為當代通信技術的主流。與模擬通信 相比，數(shù)字通信具有以下一些優(yōu)點：抗干擾能力強，且噪聲不積累：傳輸差錯可控；便于 用現(xiàn)代數(shù)

8、字信號處理技術對數(shù)字信息進行處理、變換、存儲；易于集成，使通信設備微型 化，重量輕；易于加密處理，且保密性好。數(shù)字通信的缺點是，一般需要較大的帶寬。另 外，由于數(shù)字通信對同步要求高，因而系統(tǒng)設備復雜。但是，隨著微電子技術、訃算機技 術的廣泛應用以及超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設備復雜程度大大降低。同時高 效的數(shù)據(jù)壓縮技術以及光纖等大容量傳輸媒質的使用正逐步使帶寬問題得到解決。因此， 數(shù)字通信的應用必將越來越廣泛。數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸。然而，實際中的大多數(shù)信道因具有帶 通特性而不能直接傳送基帶信號。為了使數(shù)字信號在帶通系統(tǒng)中傳輸，必須用數(shù)字基帶信 號對載波進行調(diào)制，以使

9、信號與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù) 字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。在接收端，通過解調(diào)器把帶通信號 還原為數(shù)字基帶信號的過程稱為數(shù)字解調(diào)。數(shù)字調(diào)制的基本方式有三種：振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK） o 本文介紹的就是二進制數(shù)字頻移鍵控系統(tǒng)（2FSK） o1.2系統(tǒng)設計目的通信原理課程設訃是重要地實踐性教學環(huán)節(jié)。在進行了專業(yè)基礎課和通信原理課 程教學的基礎上，設訃或分析一個簡單的通信系統(tǒng)，有助于加深對通信系統(tǒng)原理及組成的 理解。通過課程設計，可以進一步理解通信系統(tǒng)的基本組成、模擬通信和數(shù)字通信的基礎煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）理

10、論、通信系統(tǒng)發(fā)射端信號的形成及接收端信號解調(diào)的原理、通信系統(tǒng)信號傳輸質量的檢 測等方面的相關知識。并可綜合運用這些知識解決一定的實際問題，使我們在所學知識的 綜合運用能力上以及分析問題、解決問題能力上得到一定的提高。同時通過課程設計培養(yǎng) 學主嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，認真的工作作風和團隊協(xié)作精神。而在同時也能加深對MATLAB開發(fā)環(huán)境的另一作用的了解，在這次設計中，我們用 到了此環(huán)境的Simulink平臺，這個平臺是我們以前較少接觸過的。因此在這次課設中，我 們了解了 MATLAB Simulink的這個功能。為我們以后做數(shù)字通信系統(tǒng)方面提供了更多的 基礎知識和經(jīng)驗。1.3系統(tǒng)功能要求1）學習MATLA

11、B的基本知識，熟悉MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺。2）利用通信原理中所學到的相關知識，在Simulink仿真平臺中設計2FSK調(diào)制與相干解 調(diào)仿真系統(tǒng)。3）構建調(diào)制電路，并用示波器觀察調(diào)制前后的信號波形，用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后 信號頻譜的變化。4）在調(diào)制與解調(diào)電路間加上噪聲源，模擬信號在不同信道中的傳輸：a用高斯口噪聲模擬 有線信道，b用瑞利噪聲模擬有直射分量的無線信道，c用萊斯噪聲模擬無直射分量的 無線信道。將三種噪聲源的方差適當設置，分析比較通過三種不同信道后的接收信號 的性能。5）在老師的指導下，要求獨立完成課程設計的全部內(nèi)容，并按要求編寫課程設計學年論 文，能正確

12、闡述和分析設計和實驗結果。2.1設計平臺簡介此設計平臺是MATLAB集成環(huán)境下的Simulink平臺。Simulink是基于Matlab的框圖 設計環(huán)境，可以用來對各種動態(tài)系統(tǒng)進行建模、分析和仿真，它的建模范圍廣泛，可以針 對任何能用數(shù)學來描述的系統(tǒng)進行建模，例如航空航天動力學系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導系統(tǒng)、 通信系統(tǒng)、船舶及汽車等，其中包括了連續(xù)、離散，條件執(zhí)行，事件驅動，單速率、多速 率和混雜系統(tǒng)等。Simulink提供了利用鼠標拖放地方法來建立系統(tǒng)框圖模型的圖形界面， 而且還提供了豐富的功能塊以及不同的專業(yè)模塊機集合，利用Simulink兒乎可以做到不書 寫一行代碼即完成整個動態(tài)系統(tǒng)的建模工作。

13、除此之外，Simulink還支持Stateflow,用來仿煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）真事件驅動過程。Simulink是從底層開發(fā)的一個完整的仿真環(huán)境和圖形界面，是模塊化了的編程工具，它把Matlab的許多功能都設計成一個個直觀的功能模塊，把需要的功能模塊用連線連起來 就可以實現(xiàn)需要的仿真功能了。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分 析的集成環(huán)境。Simulink具有適應面廣、結構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、 靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數(shù)字信號處理的復雜仿 真和設計。同時有大量的第三方軟件和

14、硬件可應用于或被要求應用于Simulinko Simulink是用于動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領域仿真和基于模型的設訃丄具。對各種時變系統(tǒng)，包 括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進行設計.仿真、執(zhí)行和測試。其界面如圖21所示。圖 2-1 Simulink 界面煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）山圖2-1可知，Simulink模型庫中的仿真模塊組織成三級樹結構；Simulink子模型庫 中包含了 Continous Discontinus等下一級模型庫；Continous模型庫中乂包含了若干模塊, 可直接加入仿真模型。設計仿真模

15、型時，從模型庫中選中模塊，單擊鼠標右鍵，選擇”Add to untitled,或直接把模塊拖到仿真模型中，即可加入模塊。Simulink模型庫窗口還提供了 查找功能，單擊曲；按鈕，在彈出的模塊查找對話框中輸入模塊名稱關鍵字，單擊”Find Next “即可自動搜索整個模型庫。在過去兒年中，Simulink已經(jīng)成為院校和工程領域中廣大師生和研究人員用來建模和 方針動態(tài)系統(tǒng)的軟件包。Simulink鼓勵人們?nèi)L試，可以用它輕松的搭建一個系統(tǒng)模型， 并設置模型參數(shù)和方針參數(shù)，并且立即觀察到改變后的方針結果。2.2 2FSK調(diào)制與非相干解調(diào)的原理（1）原理簡介數(shù)字頻率調(diào)制乂稱頻移鍵控（FSK）,二進制

16、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”對應于載頻了】，而符號“0”對應于載頻広（與了】不同的另一載頻）的已調(diào)波形，而且 與Z之間的改變是瞬間完成的。從原理上講，數(shù)字調(diào)頻可用模擬調(diào)頻法來實現(xiàn)，也可用鍵控法來實現(xiàn)。模擬調(diào)頻法是 利用一個矩形脈沖序列對一個載波進行調(diào)頻，是頻移鍵控通信方式早期采用的實現(xiàn)方法。 2FSK鍵控法則是利用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立頻率源進行選通。 鍵控法的特點是轉換速度快、波形好、穩(wěn)定度高且易于實現(xiàn)，故應用廣泛。2FSK信號的 產(chǎn)主方法及波形示例如圖所示。圖2-2中

17、s為代表信息的二進制矩形脈沖序列，即 是2FSK信號。10 0_n_；flf2 f2fl(e)2FSKIS號產(chǎn)生方注及浪形示例圖2-2 2FSK信號的產(chǎn)生方法及波形示例煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）（2）信號調(diào)制圖2-3給出的是用鍵控法實現(xiàn)2FSK信號的電路框圖，兩個獨立的載波發(fā)生器的輸出受控于輸入的二進制信號，按T”或“0”分別選擇一個載波作為輸出。圖2-3 數(shù)字鍵控法實現(xiàn)2FSK信號的電路框圖（3） 2FSK信號的解調(diào)前面陳述了數(shù)字調(diào)頻信號的解調(diào)方法很多，如鑒頻法、相干檢測法、包絡檢波法、過 零檢測法、差分檢測法等。而本設計主要釆用的是非相干解調(diào)的包絡檢波法。包絡檢波法可視為山兩路2AS

18、K解調(diào)電路組成。這里，兩個帶通濾波器（帶寬相同， 皆為相應的2ASK信號帶寬；中心頻率不同，分別為（齊、乙）起分路作用，用以分開兩路 2ASK信號，上支路對應yi（r）（r）uos（吋十兔），下支路對應力（/）=嘆）河（呼+即，經(jīng)包 絡檢測后分別取出它們的包絡S及（）；抽樣判決器起比較器作用，把兩路包絡信號同時 送到抽樣判決器進行比較，從而判決輸出基帶數(shù)字信號。若上、下支路S及即）的抽樣 值分別用卩】、乃表示，則抽樣判決器的判決準則為判為 TH V吟判為0煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）2FSK信號包絡檢波方框圖圖2d3.1 2FSK 簡介移頻鍵控（FSK）是數(shù)據(jù)通信中最常用的一種調(diào)制方式。F

19、SK方法簡單，易于實現(xiàn)，并 且解調(diào)不需要恢復本地載波，可以異步傳輸，抗噪聲和抗衰落性能較強。缺點是占用頻帶 較寬，頻帶利用不夠經(jīng)濟。FSK主要應用于低中速數(shù)據(jù)傳輸，以及衰落信道和頻帶較寬的 信道中。本文基于MATLAB/SIMLLINK動態(tài)仿真環(huán)境，根據(jù)2FSK調(diào)制與鎖相環(huán)解調(diào)原理，設計 了調(diào)制解調(diào)電路。利用SIMLLINK功能模塊，建立FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真模型，經(jīng)過仿真 分析，其結果與理論分析結果相同。在仿真過程中，充分發(fā)揮了 SIMULINK功能強大，建 模簡單，參數(shù)易于調(diào)整的特點。結果表明，基于MATLAB的SIMULINK仿真模型，能夠反映 出2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)工作過程，其可

20、視化界面具有很好的演示效果，為通信系統(tǒng) 的設計和研究提供了強有力的工具，也為理論學習提供了一條非常好的途徑。3.2原理分析FSK即Frequency Shift Key叫做移頻鍵控或頻移鍵控。調(diào)制的方法一般有兩 種，一種叫直接調(diào)頻法，另一種叫鍵控法。所謂直接調(diào)頻法，就是將輸入的基帶脈沖去控 制一個振蕩器的某種參數(shù)，而達到改變振蕩頻率的LI的。鍵控法就是利用矩形脈沖序列控 制的開關電路，對兩個不同的獨立頻率源進行選通。一般來說，鍵控法釆用兩個獨立的振 蕩器，得到的是相位不連續(xù)的FSK信號；而且直接調(diào)頻法fl, f2由同一個諧振電路產(chǎn)生，煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）則得到相位連續(xù)的FSK信號。

21、2FSK信號便是0符號對應于載頻fl, 1符號對應于載頻f2 （與fl不同的另一個載頻） 的一調(diào)制波形，而fl與f2的改變是瞬間完成的。（1）模擬調(diào)頻法：即直接利用一個矩形脈沖序列對一個載波進行調(diào)頻而獲得。2FSK (t)頻器俯以調(diào)直接調(diào)頻法是頻移鍵控通信方式早期采用的實現(xiàn)方法。其優(yōu)點是調(diào)制方便，設備簡 單，得出的是CPFSK信號，相位連續(xù)。（2）鍵控法：即利用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立頻率源進行選通。載波2FSK鍵控法的特點是轉換速度快、波形好、穩(wěn)定度高且易于實現(xiàn)，故應用廣泛，但設 備要復雜些，得出的是DPFSK信號，相位不連續(xù)。（3）鎖相環(huán)（phase-locked lo

22、op）鎖相環(huán)是實現(xiàn)相位同步的自動控制系統(tǒng)，為無線電發(fā)射中使頻率較為穩(wěn)定的一種方 法。鎖相環(huán)山鑒相器、環(huán)路濾波器和圧控振蕩器組成。鑒相器用來鑒別輸入信號Ui與輸煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）出信號5之間的相位差，并輸出誤差電壓Ud。Ud中的噪聲和干擾成分被低通性質的環(huán) 路濾波器濾除，形成圧控振蕩器（VCO）的控制電壓Uc。Uc作用于壓控振蕩器的結果是把 它的輸出振蕩頻率f。拉向環(huán)路輸入信號頻率fi ,當二者相等時，環(huán)路被鎖定，稱為入 鎖。維持鎖定的直流控制電壓山鑒相器提供，因此鑒相器的兩個輸入信號間留有一定的相 位差。U.(t/ (八（4）鎖相環(huán)解調(diào)2FSK信號2FSK信號的解調(diào)是處于載波跟蹤

23、狀態(tài)中。在載波跟蹤狀態(tài)中，環(huán)路只跟蹤載波變化，輸出一個未調(diào)制的載波。而2FSK信號是山兩個載頻fl、f2分別對0、1序列進行調(diào)制，其中心頻率為f0。所 以，解調(diào)時，只需對載波f0進行鎖定，且兩個頻差均在捕獲范圍內(nèi)，則可以順利得出解 調(diào)信號。3.3仿真過程（1）、2FSK信號的產(chǎn)生A、模擬調(diào)頻煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）B、鍵控調(diào)頻（本圖用乘法器代替鍵控的作用）（2） 2FSK信號的解調(diào)A、模擬法煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文(設計)BernoulliBinaryBroulli 0inryGr orator miOuiivco IMOU!1Ir.iCui rPDVCO230X30Cry StfiU

24、cLo*SCW3B、鍵控法3.4仿真結果(1)、2FSK信號的產(chǎn)生 模擬調(diào)頻兩個信號的頻率分別為：煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）fl=U. 11Hz f2=9. 1Hz中心頻率為：f二9. 549Hz山下圖可見，模擬調(diào)頻產(chǎn)生的2FSK信號相位連續(xù)。B、鍵控調(diào)頻兩個信號的頻率分別為：fl二17. 5Hzf2=14. 32Hz由下圖可見，鍵控法調(diào)頻產(chǎn)生的2FSK信號相位不連續(xù)。煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文(設計)(2) 2FSK信號的解調(diào)模擬法Ts=O. 5s ,1=0.9,2=0. 6, K=150con =r2T=12.9 (rad/s)Cc = en2嚴+ 1+/2廠 + 1)-+12 二ox

25、?(聞/s)二 16. 17 (Hz)VCO 中心頻率 f0=10. 19 Hz低通濾波器的3dB帶寬二30 (rad/s)固有頻差：dy01 = fl_f0 = 092(Hz)AyO2 = fO-f2 = l.O9(Hz) = K = 2con = 100(rad/s)= 15.9 (Hz) 快捕帶：門 則，別1和432均在快捕帶之內(nèi)，故可以快速入鎖。最大頻率階躍量:衍。=18伽(+1) =113(rad/s) =18(Hz)因為環(huán)路濾波器是理想二階環(huán)，故同步帶與捕獲帶均為無窮大，即滿足要求. capo 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）山圖可知，鎖相環(huán)經(jīng)過大約Is鎖定。鍵控法Ts二05s ,

26、1=0.9,2=0.6, K=150Qc = 6yn22 + l+7(22+l)2+l2=101 5g (rad/s) =16 17(Hz)VCO 中心頻率 fO二 10. 19 Hz低通濾波器的3dB帶寬二30 (rad/s)固有頻差：dy01 = fl-f0 = 092(Hz)Aty02 = f0-f2 = 1.09(Hz)oA = K = 2(：con = 100(rad/s)= 15.9 (Hz)快捕帶：d則，別1和dw02均在快捕帶之內(nèi)，故可以快速入鎖。最大頻率階躍量:epo = l8oi (歹+1) =113 (rad/s) =18(Hz)因為環(huán)路濾波器是理想二階環(huán)，故同步帶與捕獲

27、帶均為無窮大，即煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）eH = Ay/? = 00滿足要求:0/ 、3po cop NOTAddIScope2Scop1LogicalOperator圖3-1 2FSK信號調(diào)制模型Bernoulli Binary Generator這個模塊出現(xiàn)0的概率調(diào)為0.5,取樣時間設為1,其余參數(shù) 不變；載波(Sine Wave Function)的幅度設置為1,角頻率設置為8*pi,其余參數(shù)不改變; 載波(Sine Wave Function 1)的幅度設置為1,角頻率設置為4*pi,其余參數(shù)不改變；參數(shù) 設置如圖32、33、34所示：圖3-2基帶信號的參數(shù)設置煙臺大學文經(jīng)學

28、院畢業(yè)論文(設計)圖33載波信號(Sine Wave Function)的參數(shù)設置煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文(設計)圖3-4載波(Sine Wave Function 1)信號的參數(shù)設置基帶信號信號的波形圖如圖3-5所示；載波(Sine Wave Function)信號的波形圖如圖 3-6所示;載波(Sine Wave Function 1)信號的波形圖如圖3-7所示;載波(Sine Wave Function) 信號與基帶信號相乘后的波形圖、載波(Sine Wave Function 1)信號與基帶信號取反相乘 后的波形圖、兩個相乘器相加后的波形圖和基帶信號波形圖對比，如圖所示：煙臺大學文經(jīng)學

29、院畢業(yè)論文（設計）圖35基帶信號的波形* Sd2El?l$圖36載波(Sine Wave Function)信號的波形煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文(設計)總曰PPP處3(2 Q圖3-7載波(Sine Wave Function 1)信號的波形圖38基帶信號與各相乘信號及調(diào)制信號的對比圖(該圖從上至下依次是基帶信號波形；載波(Sine Wave Function)信號與基帶信號相 乘后的波形圖；兩個相乘器相加后的波形圖；載波(Sine Wave Function 1)信號與基帶信煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文(設計)號相乘后的波形圖)4.3 2FSK信號的非相干解調(diào)仿真將調(diào)制信號進行相干解調(diào)，為了無失真地

30、恢復原始基帶信號，調(diào)制信號需要與相同頻率的載波相乘，先經(jīng)過帶通濾波器去除一定頻率的分量，然后再經(jīng)過包絡檢波器以 及抽樣判決器可得到原始的基帶調(diào)制信號，模型如圖3-9所示；帶通濾波器(Analog Filter Design)的參數(shù)設如圖310所示;帶通濾波器(Analog Filter Design 1)的參數(shù)設如圖3-11 所示；包絡檢波器(Analog Filter Design4)的參數(shù)設如圖312所示;包絡檢波器(Analog Filter Design5)的參數(shù)設如圖3-13所示;抽樣判決器(Quantizing Encode 1)的參數(shù)設如圖 3-14所示；Filter Oesig

31、nFilter Design4Scope4圖3-9非相干解調(diào)2FSK信號的模型圖3-10帶通濾波器(Analog Filter Design)的參數(shù)設置煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文(設計)圖311帶通濾波器(Analog Filter Designl)的參數(shù)設置圖312包絡檢波器(Analog Filter Design4)的參數(shù)設置S bi ock ParapetAnalnc Fi1 + er Pesi gn5A na Loe Fili qiten (mouJc) (Li nJ JDo 5：*i er* o口a of s： avar a 1 s:t Anda rd analog f i 1 ir

32、rp 1ad. inst ai cspace formDesi gn metliod.cut f er*9ort nFi1 tex o xdcx:RPas s*bax&d cdLc c f r eq2cixcx ( rads/sec):OK 1 Cajicel | HelpI Apply I煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文(設計)圖313包絡檢波器(Analog Filter Design5)的參數(shù)設置Block rarajictcrs: Quantizing Encoder 1Quantizing; Encodei (nask) (link)Qgrd iz? the ir(put si gnal u

33、sing a par tit ion and a codebcokThe input si gxval i s Quantized &c cox line to the Qjaxit i zation r 1 i t i on vector and encoded accordine to the Qusntiw合tion codeboo): vector The inrnt sienal io be Quantized can be “ther a scalar or a vector.The nrst output is the index rrem the Quantization co

34、debook vector. The second output i s the 3uant ized si cxl The vci 1 ucs fori zed sdaro takenfrom th? Guantization codebook uwetor.ParametwrsQuant i za tion par tit ion:Qint i ja t ion codabook :|0 1OKCoTiC oLMSApply圖3-14抽樣判決器(Quantizing Encodel)的參數(shù)山模型得到的波形圖如圖315所示，第一個波形為基帶信號，第二個波形為解調(diào)信號，笫三個波形為只經(jīng)過包絡檢

35、波器后的波形圖，解調(diào)信號與基帶信號相對比，出了產(chǎn)生延時情況之外，波形大致上與基帶信號相同，延時是不可避免的。山此看出，做出的模型成功。煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）圖315非相干解調(diào)2FSK信號的解調(diào)波形4.4功率譜密度分析根據(jù)以上2FSK信號的產(chǎn)生原理，已調(diào)信號的數(shù)字表達式可以表示為% W =環(huán)）（卯+皺）+啲C M（呼+久）啲=5后（*-叫） 其中，S為單極性非歸零矩形脈沖序列，概率為 0“廠卜，概率為（17）齊亦=工矗典-和）HO為對s（t）逐碼元取反而形成的脈沖序列，即 外是image:bk063764w-l 1 .gif的反碼，即若外=0,則力=1:若卅=1,則務=0,于=概率為尸

36、=1, 概率為C17）2FSK信號的功率譜為煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）凡s 鳥曲昭十旳為+曲 Mf-旳別16+曲雙“禺）為+曲肌/-即+ 秒5（于+ 齊）+ $（_） + 5CT+）lu其功率譜曲線如圖所示，山離散譜和連續(xù)譜兩部分組成。其中，連續(xù)譜山兩個雙邊譜疊加而成，而離散譜岀現(xiàn)在兩個載頻位置上，這表明2FSK信號中含有載波/1、Z的分量。圖3-24 2FSK信號的功率譜由上頻譜圖可以看出，在加入噪聲信號后，功率譜的幅度有所上升，并且延伸的峰也 有所變化。而解調(diào)之后的功率譜與基波的功率譜相比，顯然在解調(diào)之后山于濾波器等的影 響，導致功率譜與基波的功率譜有所差異，但是從整體而言沒有很大影

37、響。其模型圖如318：圖3-25功率譜顯示模型在MATLAB中，我們可以利用其現(xiàn)有的模塊對2FSK各個階段的信號作頻譜分析，以期能得到準確的信息來判斷該系統(tǒng)的可靠性和準確性，其各個階段的信號頻譜圖如下所示（其2FSK信號頻譜圖都是在信道為理想情況下得出的）：煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）PowerSpeclzESLl Densxliy*圖3-26基帶信號的平均功率如圖326所示，笫一個波形表示歷史時間，第二個波形顯示為功率譜，基帶信號的的 最高功率大約為2.8,第三個表示為頻率。煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）圖3-27調(diào)制信號功率譜如圖3-27所示，2FSK信號的解調(diào)是理想信道的非相干解調(diào)

38、，笫二個波形解調(diào)信號的 功率譜，解調(diào)功率的最高點功率為4.5,山此表明模型是成功的。煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）圖3-28解調(diào)信號功率譜依次加入高斯白噪聲、瑞利噪聲、萊斯噪聲，所得的解調(diào)信號功率譜如下圖3-29、3-30、3-31所示，對比圖3-28的功率譜，在調(diào)制信號正半周期內(nèi)，已調(diào)波的高頻相位與載波相位 同相，在調(diào)制信號的負半周期內(nèi)，已調(diào)波的高頻相位與載波相位反相。在理想信道下,2FSK 解調(diào)信號與基帶信號相比發(fā)生了延時，相位也發(fā)生了改變，分別依次加入高斯口噪聲和瑞 利噪聲，解調(diào)后的波形受到噪聲干擾。加入高斯口噪聲解調(diào)波形的功率譜沒有發(fā)生什么太 大的變化，波形也沒有太大的變化；加入瑞利

39、噪聲或者萊斯噪聲的解調(diào)波形功率譜被加大, 而且波形也有大的失真。對此，雖然實際中噪聲的影響不可避免，但是我們應該盡量減小 噪聲的影響，使得信號傳輸更加地清晰與完整。煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）圖329加入方差為20的高斯白噪聲的解調(diào)信號煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）圖3-30加入方差為6的瑞利噪聲的解調(diào)信號功率譜煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）圖331加入方差為6的萊斯噪聲的解調(diào)信號功率譜5結束語此次通信原理課程設計雖然時間只有短短的兩周時間，但是在兩周時間內(nèi)我收獲到了 很多原來沒有體驗過的東西。本課程設計的U的主要是讓我們了解仿真通信系統(tǒng)中的調(diào)制 與非相干解調(diào)的系統(tǒng)仿真。這次課程設計使我學會了用MATLAB/Simulink仿真系統(tǒng)初步煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）的設計方法，初步了解了如何用MATLAB/Simulink這個仿真軟件進行AM調(diào)制與非相干 解調(diào)系統(tǒng)的設計。很高興自己可以成功做完這次課程設訃，雖然看起來AM調(diào)制與非相干解調(diào)系統(tǒng)仿真 很簡單，但是對于我來說，一個不懂得用Simulik的人來說很難，要不斷地去查閱資料和 修改模型，以達到2FSK調(diào)制與非相干解調(diào)系統(tǒng)仿真的較好的結果。通過做2FSK調(diào)