2FSK调制解调的仿真分析

实验三 2FSK调制系统的仿真
一、实验目的：
1、熟悉并掌握matlab中simulink的使用
2、掌握MATLAB软件中simulink在通信系统里的各种模块及其功能；
3、掌握实现2FSK的调制，观察波形，进一步理解其原理。

二、实验环境：
PC机，MATLAB6.5
三、实验原理：
1、频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息的，二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化,则产生二进制移频键控信号(2FSK 信号).二进制移频键控信号的时间波形如图所示,图中波形g可分解为波形e和波形f,即二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加. 若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1,0符号对应于载波频率f2,
2、2FSK信号的产生方法主要有两种，一种可以采用模拟调频电路来实现；另一种可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路来对两个不同的独立频率源进行选题，使其在每一个码元Ts期间输出f1和f2两个载波之一。

四、实验内容：
五：实验小结
通过这个实验，让我清楚地了解和掌握了Simulink 的功能，巩固了数字调制系统的相关知识点。

学会了如何用MATLAB 对2FSK 进行实验仿真，也更加熟悉了二进制移频键控的原理和方法。

在试验中，体会到理论和实际是有很大不同的，实践离不开理论，理论只有应用于实践才能发挥其作用。

学过的东西，只有自己实际去做了才能更熟悉，才能对其本质更了解。

FSK调制与解调系统的仿真与分析
FSK（Frequency Shift Keying，频率移键）调制与解调系统是一种常用的数字调制与解调技术，用于将数字信号转换为调制信号，并通过解调器还原出原始信号。

FSK调制与解调系统在无线通信、数据传输等领域具有广泛的应用。

在进行FSK调制与解调系统的仿真与分析时，可以采用MATLAB等软件工具进行模拟实验。

首先，在进行FSK调制时，需要设置载波频率和比特率，并生成数字信息序列。

然后，根据数字信息序列和载波频率，生成对应的调制信号。

调制信号可以通过频谱分析等方法进行分析和评估。

在进行FSK解调时，可以通过对接收到的调制信号进行采样，并使用FFT等方法进行频谱分析，以判断接收到的信号所对应的频率。

接下来，根据接收信号的频率和预先设定的比特率，还原出原始的数字信息序列。

通过比对原始和解调后的数字信息序列，可以评估解调的准确性和误码率等性能指标。

在FSK调制与解调系统的仿真与分析中，需要考虑到多种因素，如信噪比、调制索引、窗函数的选择等。

通过改变这些参数，可以评估FSK系统在不同条件下的性能表现，从而优化系统设计和参数选择。

总之，FSK调制与解调系统的仿真与分析是研究和优化数字调制技术的关键环节，通过合理的模拟实验和性能评估，可以提高FSK系统的可靠性和性能，并应用到实际的通信和数据传输中。

2FSK调制与解调系统设计与仿真一、引言2FSK（两频移键控）调制与解调是一种基于频率变化的数字调制与解调技术，常用于数字通信系统中。

本文将介绍2FSK调制与解调系统的设计与仿真过程。

1.系统原理a)数字信号生成：生成要传输的数字信号，可通过随机产生0和1的序列或者由外部输入得到。

b) 载波信号生成：生成两个频率分别为fc1和fc2的正弦波信号。

c)数字信号与载波信号调制：将数字信号与载波信号进行调制，根据数字信号的每一位来选择对应的载波频率。

2.仿真步骤在MATLAB等仿真软件中，可以进行2FSK调制系统的仿真：a)生成数字信号：生成一定长度的随机01序列或者由外部输入得到的数字信号。

b) 生成载波信号：生成两个频率分别为fc1和fc2的正弦波信号。

c)数字信号与载波信号调制：根据数字信号的每一位来选择对应的载波频率进行调制。

d)绘制调制后的信号波形。

1.系统原理2FSK解调系统将2FSK调制的信号转换为数字信号，实现数字信号与模拟信号的转换。

具体设计如下：a)接收信号：接收被调制的信号。

b) 与载波信号相乘：将接收信号与两个频率分别为fc1和fc2的正弦波载波信号相乘。

c)预处理：去除直流分量。

d)低通滤波：通过低通滤波器滤除高频成分。

e)匹配滤波：利用匹配滤波器，分别滤出与两个载波频率相关的信号。

f)判决：根据滤波后的信号幅值大小进行判决，得到数字信号。

2.仿真步骤在MATLAB等仿真软件中，可以进行2FSK解调系统的仿真：a)接收信号：接收被调制的信号。

b) 与载波信号相乘：将接收信号与两个频率分别为fc1和fc2的正弦波载波信号相乘。

c)预处理：去除直流分量。

d)低通滤波器设计：设计一个合适的低通滤波器以滤除高频成分。

e)匹配滤波器设计：设计两个匹配滤波器，使其与对应载波频率相匹配。

f)与滤波后信号进行判决：根据滤波后的信号幅值大小进行判决，得到数字信号。

g)绘制解调后的信号波形。

四、总结2FSK调制与解调系统可以将数字信号转换为模拟信号进行传输，并将模拟信号解调为数字信号。

摘要2FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式.本文主要简述了2FSK的设计原理,设计步骤和设计结果及分析.设计原理包括了2FSK的介绍,调制原理和解调原理;设计步骤包括了2FSK信号的产生,调制和解调;设计结果及分析则包括了2FSK信号产生,调制和解调每一步的结果分析和用matlab实现上述的结果. 2FSK在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。

关键词：2FSK 基带信号载波调制解调目录一引言 (1)二2fsk的基本原理和实现 (2)2.1 2FSK信号介绍 (2)2.2 2FSK信号的调制原理 (3)三详细设计步骤 (4)四设计结果及分析 (5)4.1 信号产生 (5)4.2 信号调制 (7)4.3 信号解调 (7)4.4 课程设计程序 (10)五心得体会 (14)参考文献 (15)一、引言本文主要利用matlab来实现2FSK数字调制系统解调器的设计。

该设计模块包含信源调制、发送滤波器模块、信道、接收滤波器模块、解调以及信宿，并对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，最后通过观察仿真波形进行波形分析及系统的性能评价。

2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是模拟调频法，另一种是键控法，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。

这两种方法产生2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，而键控法产生的2FSK信号是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。

本实验采用的是模拟调频法产生2FSK信号。

2FSK信号的接受也分相干和非相干接受两种，非相干接收方法不止一种，他们都不利用信号的相位信息。

故本设计采用相干解调法。

在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。

河北北方学院信工学院数据通信原理实验（2013/2014学年第二学期）课程名称：数据通信原理题目：基于Simulink的2FSK数字调制与解调专业班级：信息工程三班学生姓名：王璐伟201342250宋帅楠201342291指导教师：刘钰设计周数：1周设计成绩：2014年11月22日第1章实验目的1、熟悉2FSK系统的调制、解调原理2、进一步熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台3、锻炼学生分析问题和解决问题的能力第2章设计基础及要求2.1 数字通信系统数学模型图1.1 数字通信系统模型图2-1 数字通信系统典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成，如图 1-1所示，数字调制是数字通信系统的重要组成部分，数字调制系统的输入端是经编码器编码后适合在信道中传输的基带信号。

对数字调制系统进行仿真时，我们并不关心基带信号的码型，因此，我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带信号，不用在经过编码器。

2.2 项目目的基于Simulink的数字通信系统仿真—采用2FSK调制技术2.2.1技术要求及原始数据(1)对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括二进制频移键控（2FSK）及解调技术和高斯噪声信道原理等；(2)建立数字通信系统数学模型；(3)建立完整的基于2FSK的模拟通信系统仿真模型；(4)对系统进行仿真、分析。

2.2.2主要任务(1)建立模拟通信系统数学模型；(2)利用Simulink的模块建立模拟通信系统的仿真模型；(3)对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果；(4)将仿真结果与理论结果进行比较、分析。

第3章3.1 2FSK调制解调基本原理3.1.1 2FSK调制原理二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控的方法来实现。

两种FSK信号的调制方法的差异在于：由直接调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的（这一类特殊的FSK，称为连续相位FSK（Continous-Phase FSK，CPFSK）），而键控法产生的2FSK信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。

课题三：2FSK调制与相干解调仿真3.1课题原理一、2FSK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fl 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6和；=2xf，和a=2xf，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：（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。

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。

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，即其中g（t）是脉宽为T，的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。

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，即二、2FSK解调原理仿真是基于非相干解调进行的，即不要求载波相位知识的解调和检测方法。

其非相干检测解调框图如下当k=m时检测器采样值为：3.2 仿真方案设计3.2.1仿真设计要求用Simulink实现对2FSK信号调制与解调的仿真。

使用Bernoulli Binary Generator模块产生基带信号，然后设置两个载波信号，使用基带信号作为电子开关的控制信号，交替选择两个载波实现开关法调制。

对调制后的信号进行滤波处理作为发射信号。

两路载波信号同时作为相干解调的本地载波信号，用于信号的解调。

在示波器上显示基带信号、已调信号、上/下支路信号和解调后的信号。

目录目录 (1)摘要 (2)1引言 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的基本任务和要求 (3)1.3 设计平台 (4)2设计原理 (5)2.1 Simulink工作环境 (5)（1）模型库 (5)（2）设计仿真模型 (5)（3）运行仿真 (6)2.2 2FSK的调制与解调 (6)（1）2FSK的调制原理 (6)（2）2FSK的解调原理 (8)3 设计步骤 (10)3.1 2FSK信号调制 (10)（1）2FSK的调制部分 (10)（2）2FSK的调制部分参数设置 (11)（3）2FSK的调制部分仿真以及功率谱分析 (12)3.2 2FSK信号解调 (14)（1）2FSK的解调部分 (14)（2）2FSK的调制部分参数设置 (14)（3）2FSK的解调部分仿真以及功率谱分析 (16)3.3 加入高斯噪声的2FSK非相干解调 (18)4出现的问题及解决方法 (21)5 结束语 (22)参考文献 (23)2FSK调制与非相干解调系统仿真学生姓名：指导老师：摘要本课程设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计进行2FSK调制与非相干解调系统仿真。

在本次课程设计中先根据2FSK调制与解调原理构建调制解调电路，从Simulink工具箱中找所各元件，合理设置好参数并运行，其中可以通过不断的修改优化得到需要信号，之后加入高斯，并分析对信号的影响，最后通过对输出波形和功率谱的分析得出2FSK调制解调系统仿真是否成功。

关键词Simulink；2FSK；调制；非相干解调Abstract This course is designed using MATLAB Simulink simulation environment integrated platform for DSB modulation and coherent demodulation system simulation. In this first course design in the DSB modulation and demodulation according to modem circuit built from Simulink toolbox to find the various components, a reasonable set parameters and run, in which changes can be optimized through continuous need for the signal, after Gaussian and analyze the impact of noise on the signal, and finally through the output waveform and power spectral analysis obtained 2FSK modem simulation was successful.Keywords Simulink; 2FSK; modulation; non-coherent demodulation1引言本次课程设计主要运用MATLAB软件，在Simulink平台下建立仿真模型。

2FSK信号的调制解调与频谱绘制的matlab仿真a=randint(1,16);t=0.0001:0.001:1;inisig=a(ceil(t./(1/15)));subplot(5,1,1)plot(t,inisig)axis([0,1,-1.5,1.5])title('原信号');%调制f1=200;f2=100;carrier1=cos(2*pi*f1*t);carrier2=cos(2*pi*f2*t);modulation_wave=zeros(1,length(t));for i=1:length(t)if(inisig(i)==0)modulation_wave(i)=carrier1(i);elsemodulation_wave(i)=carrier2(i);endendsubplot(5,1,2)plot(t,modulation_wave)axis([0,1,-1.5,1.5])title('调制信号');%2fsk信号加噪noise_wave=awgn(modulation_wave,100);%设计带通滤波器[num1 den1]=butter(10,[2*0.9*f1*pi,2*1.1*f1*pi],'s');[num2 den2]=butter(10,[2*0.9*f2*pi,2*1.1*f2*pi],'s');daiout1_h=tf(num1,den1);daiout2_h=tf(num2,den2);unmodulation_wave1=lsim(daiout1_h,noise_wave,t); unmodulation_wave2=lsim(daiout2_h,noise_wave,t);%2fsk信号相干解调unmodulation_wave1_g=unmodulation_wave1'.*(carrier1); unmodulation_wave2_g=unmodulation_wave2'.*(carrier2);%设计低通滤波器wp=2*pi*90;ws=2*pi*120;rp=1;rs=100;[N Wn]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s');[B A]=butter(N,Wn,'s');h=tf(B,A);dsy1=lsim(h,unmodulation_wave1_g,t);dsy2=lsim(h,unmodulation_wave2_g,t);subplot(5,1,3);plot(t,dsy1);title('经过一路低通滤波器后的信号');subplot(5,1,4);plot(t,dsy2);title('经过二路低通滤波器后的信号');for i=1:length(dsy1)if dsy1(i)>dsy2(i)dsy(i)=0;else dsy(i)=1;endendsubplot(5,1,5);plot(t,dsy);axis([0 1.2 -1.2 1.2])title('解调信号');%观察原信号频谱inisig_spectrum=fftshift(fft(inisig));maxf=1/0.001;f=-maxf/2:maxf/2-1;figuresubplot(5,1,1);plot(f,inisig_spectrum)title('观察原信号频谱');%观察调制信号频谱modulation_spectrum=fftshift(fft(modulation_wave));maxf=1/0.001;f=-maxf/2:maxf/2-1;subplot(5,1,2);plot(f,modulation_spectrum)title('观察调制信号频谱');%观察带通信号频谱unmodulation1_spectrum=fftshift(fft(unmodulation_wave1)); maxf=1/0.001;f=-maxf/2:maxf/2-1;subplot(5,1,4);plot(f,unmodulation1_spectrum)title('观察带通信号150频谱');unmodulation2_spectrum=fftshift(fft(unmodulation_wave2)); maxf=1/0.001;f=-maxf/2:maxf/2-1;subplot(5,1,3);plot(f,unmodulation2_spectrum)title('观察带通信号100频谱');length(unmodulation_wave1)%观察低通滤波器频谱dsy_spectrum=fftshift(fft(dsy));maxf=1/0.001;f=-maxf/2:maxf/2-1;subplot(5,1,5);plot(f,dsy_spectrum)title('观察低通信号100频谱');信号频谱图观察原信号频谱-500-400-300-200-1000100200300400500观察调制信号频谱-500-400-300-200-1000100200300400500观察带通信号100频谱-500-400-300-200-1000100200300400500观察带通信号150频谱观察低通信号100频谱-500-400-300-200-1000100200300400500观察上图，调制解调的频谱搬移基本正确，调制到高频，又解调回到低频。

FSK调制解调系统的仿真与分析毕业设计一、FSK调制解调系统原理FSK调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制方式，将二进制序列中的1映射为频率f1的正弦波信号，将0映射为频率f2的正弦波信号。

FSK解调则是将接收到的调制信号重新转换为二进制序列。

FSK调制解调系统包括两个主要部分：调制器和解调器。

调制器的主要功能是将二进制信号转换为FSK信号。

当输入信号为1时，调制器输出频率为f1的正弦波信号；当输入信号为0时，调制器输出频率为f2的正弦波信号。

调制器可以采用时钟控制的方法实现。

解调器的主要功能是将接收到的调制信号转换回二进制信号。

解调器采用信号的包络检测方法判断接收到的信号是频率f1还是频率f2，并根据判断结果输出相应的二进制信号。

二、仿真平台与方法在进行FSK调制解调系统的仿真与分析时，可以采用多种仿真平台与方法。

常用的仿真平台包括MATLAB、Simulink、ADS等。

以MATLAB为例，可以使用MATLAB的信号处理工具箱进行FSK调制解调系统的仿真。

首先，使用二进制序列生成函数生成随机的二进制信号。

然后，利用MATLAB中的正弦波生成函数生成频率为f1和f2的正弦波信号。

将二进制信号与正弦波信号相乘，得到调制信号。

最后，采用信号处理工具箱中的信号包络检测函数对接收到的调制信号进行解调，得到解调信号。

三、系统性能分析在进行FSK调制解调系统的仿真与分析时，可以从以下几个方面对系统性能进行评估。

1.误码率：误码率是衡量调制解调系统性能的重要指标之一、通过仿真可以得到调制解调系统在不同信噪比条件下的误码率曲线，从而评估系统的性能。

2.频谱分析：频谱分析可以评估调制解调系统的频带利用率。

通过仿真可以绘制系统调制信号的频谱图，从而评估系统的频带利用率。

3.系统延时：系统延时是调制解调系统的重要性能指标。

通过仿真可以得到系统的传输延时，从而评估系统的实时性。

4.鲁棒性分析：鲁棒性分析可以评估调制解调系统对于信道扰动的容忍程度。

目录一、2FSK调制与解调系统设计与仿真 (1)引言： (1)1 . 设计任务与要求 (1)1.1 设计要求 (1)1.2设计任务 (1)2 . 方案设计与论证 (2)2.1 2FSK数字系统的调制原理 (2)2.2 2FSK的解调方式 (3)2.2.1 非相干解调 (3)2.2.2 相干解调 (3)3 . 源程序与仿真结果 (4)3.1源程序代码 (4)3.2 仿真结果 (7)4. 系统性能分析 (12)5. 程序调试 (13)6. 参考文献 (13)二、PCM仿真与分析 (14)1.引言 (14)2.系统介绍 (14)3.PCM编码中抽样、量化及编码的原理： (15)3.1抽样 (15)3.2 量化 (15)3.3 编码 (17)4. 基于simulink的PCM编码和解码的仿真 (18)4.1仿真框图中各部分的简介 (18)4.2各部分参数设置 (20)4.3 示波器的显示波形 (21)5.误差产生原因分析 (22)6．参考文献 (22)三、心得体会 (22)一、2FSK调制与解调系统设计与仿真引言：2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是调频法，一种是开关法。

这两种方法产生的2 信号号的波形基本相同，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位是连续的，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同的频率信号，故相邻码元之间的相位不一定是连续的。

本设计采用后者--开关法。

2FSK信号的接收也分为相干和非相干接收两种，非相干接收方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。

故本设计采用相干解调法。

1 . 设计任务与要求1.1 设计要求（1）学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通讯系统的基本理论、基本算法进行实际验证；（2）学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本实用方法，学会使用这软件解决实际系统出现的问题；（3）通过系统仿真加深对通信课程理论的理解，拓展知识面，激发学习和研究的兴趣；（4）用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统；1.2设计任务根据课程设计的设计题目实现某种数字传输系统，具体要求如下；（1）信源：产生二进制随机比特流，数字基带信号采用单极性数字信号、矩形波数字基带信号波形；（2）调制：采用二进制频移键控（2FSK）对数字基带信号进行调制，使用键控法产生2FSK 信号；（3）信道：属于加性高斯信道；（4）解调：采用相干解调；（5）性能分析：仿真出该数字传输系统的性能指标，即该系统的误码率，并画出SNR（信噪比）和误码率的曲线图；2 . 方案设计与论证频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK 中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。

课程设计课程名称通信原理系别：运算机科学系专业班级：通信一班目录一、设计题目 (3)2、设计原理 (3)3、实现方式 (4)4、设计结果及分析 (7)五、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：一、2FSK 信号的产生：2FSK 是利用数字基带信号操纵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()cos(21122)(θωθωϕ++=t A t A FSK t时发送时发送"1""0"式中，假设码元的初始相位别离为1θ和2θ；112f π=ω和222f π=ω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 信号的产生方式有两种：（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)(t g 及其反)(t g 相别离操纵两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。

如图1-1（b ）所示。

这两种方式产生的2FSK 信号的波形大体相同，只有一点不同，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是持续的，而键控法产生的2FSK 信号，那么别离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必然是持续的。

(a) (b)图1-1 2FSK 信号产生原理图由键控法产生原理可知，一名相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即)cos(])([)cos(])([)cos(·)()cos()()(221122112θωθωθωθωϕ+-++-=+++=∑∑∞-∞=∞-∞=t nT t g a t nT t g a t t g t t g t n s n n s n FSK其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年春季学期《通信系统仿真》课程设计报告题目： 2FSK数字调制系统的设计与仿真班级：通信工程12级（ 1 ）班姓名：设计质量（30分）：学号：122501xx 说明书质量（10分）：同组成员：指导教师：摘要 (1)一、基本原理 (2)1.1 2FSK信号的产生 (3)1.2 2FSK信号的解调 (4)1.3 2FSK系统的抗噪声性能 (5)二、2FSK信号仿真 (8)2.1 仿真思路 (8)2.2 2FSK调制解调仿真程序 (8)2.3 2FSK误码率仿真程序 (11)2.4 仿真结果及分析 (14)总结 (19)参考文献 (20)当一些电子设备进行无线通信时，发送方都要先将数字信号调制成模拟信号通过天线发送，接收方接收到模拟信号后经过解调变为数字信号。

调制解调的方法有很多种，其一为2FSK （二进制频移键控），基本原理是先将“1”和“0”用两种不同频率的正弦波型代替，变为模拟信号，解调时运用两个不同的滤波器分开两种不同频率的信号，分别通过包络检波器，最后经过抽样判决器还原成数字信号。

采用运用MATLAB对2FSK调制解调的过程进行仿真，其目的是提高运用MATLAB仿真通信系统的能力，熟悉MATLAB的同时也了解了2FSK的基本原理和实现方法。

关键词：MATLAB 2FSK 调制解调一、基本原理频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。

在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在1f 和2f 两个频率点间变化。

故其表达式为⎩⎨⎧++=”时发送“”时发送“0)cos(1)cos()(212n n FSK t A t A t e θωϕω 典型波形如图1-1所示。

图1-1 2FSK 信号的时间波形 由图可见，2FSK 信号的波形（a ）可以分解为（b ）和波形（c ），也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。

FSK调制解调系统的仿真与分析毕业设计首先，我们需要明确FSK调制解调系统的基本原理。

FSK调制是通过改变载波的频率来传输数字信号，其中频率的不同代表不同的数字值。

在调制过程中，数字信号经过二进制－多余码转换并与载波信号相乘，得到调制波形。

在解调过程中，接收到的调制信号与载波信号相乘后，通过滤波器进行滤波处理，得到原始数字信号。

本文的毕业设计将主要包括以下几个部分：1.系统仿真平台的建立：选择合适的仿真软件，如MATLAB等，通过搭建系统模型和参数设置，建立FSK调制解调系统的仿真平台。

2.调制部分的设计与实现：根据FSK调制的原理，设计并实现数字信号的二进制－多余码转换、载波频率切换等模块，实现调制部分的功能。

3.解调部分的设计与实现：根据FSK解调的原理，设计并实现滤波器、载波频率切换检测等模块，实现解调部分的功能。

4.系统性能的分析与优化：通过对系统仿真结果的分析，评估系统的性能指标，如误码率、带宽占用等，并进行系统参数的优化设计，提高系统的性能。

5.实验验证与结果分析：通过在仿真平台上的实验验证，对比实验结果与理论值，分析系统的性能与实际应用之间的差距，得出结论。

在进行FSK调制解调系统的仿真与分析的过程中1.确定系统所需的参数，包括载波频率的选择、调制深度等。

2.选择合适的信号源，可以使用随机数字信号或特定的数字序列来作为输入信号。

3.合理选择滤波器的类型和参数，以满足系统性能要求。

4.分析系统的误码率、频谱特性等指标，从而优化系统设计。

总结起来，FSK调制解调系统的仿真与分析是一个重要的毕业设计课题，通过建立仿真平台并进行各模块的设计与实现，可以全面了解FSK调制解调的原理与性能，并对系统进行优化设计。

本文提供了一个基本框架，希望能对相关专业的学生进行指导与参考。

通信原理课程设计报告题目：2FSK传输系统仿真与性能分析院系：专业：电子信息科学与技术班级：XX：学号：联系方式：指导教师：报告成绩：2015年12月30日课程设计题目与要求2FSK传输系统仿真与性能分析：设二进制序列0110110010，采用2FSK系统传输。

码元速率为1Bd，载波频率为40Hz，采样频率为10Hz，利用MATLAB画出以下波形：（1）、调制后的信号波形；（2）、经过信道传输后的信号波形（加入高斯白噪声）；（3）、相干解调后的信号波形；（4）、分析2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的目录摘要4第一章绪论51.1 MATLAB简介51.2课程设计目的与基本要求61.3 课程设计容6第二章2FSK基本原理和实现72.1 二进制移频键控（2SFK）信号的产生72.2 2FSK信号的解调方式102.2.1非相干解调102.2.2相干解调112.3 高斯白噪声122.4 误码率与信噪比13第三章2FSK调制与解调的仿真实现143.1 2FSK调制的实现143.2 调制信号经过信道后的波形163.3 FSK相干解调的实现173.4 2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的关系18 总结20参考文献21附录23源程序232FSK传输系统仿真与性能分析摘要本设计是基于MATLAB来实现2FSK调制与解调的仿真，主要设计思想是利用MATLAB这个强大的数学软件工具方便快捷灵活的功能实现二进制数字调制解调中的2FSK的调制解调设计，完成2FSK数字传输系统的仿真与性能分析。

该设计主要包括2FSK信号的产生原理，调制解调方法，并对各个模块进行相应的参数设置。

使用键控法产生2FSK信号、添加高斯白噪声、使用相干解调、抽样判决等实现调制解调。

可以用数字基带信号改变正弦型载波的频率参数，产生相应的数字频率调制。

最后，分析2FSK传输系统中误码率与信噪比之间的关系。

关键字：MATLAB、2FSK、调制，解调，误码率，信噪比第一章绪论1.1 MATLAB简介MATLAB是由美国的Math Works公司推出的一种科学技算和工程仿真软件，它的名称源自Matrix Laboratory(矩阵实验室)，专门以矩阵的形式处理数据。

2FSK调制解调及其仿真一、题目1.2FSK 调制解调及其仿真。

2.相关调制解调的原理图如ω1带通滤相乘器低通滤波器波器输出输入抽样判Cosω 1t抽样脉冲决器带通滤相乘器低通滤波器波器ω2Cosω 2t3.输入的信号为：S（t ）=[ ∑а n*g(t-nTs)]cosω1t+[ān*g(t-nTs)]cosω 1t；ān是а n的反码。

二、仿真思路1.首先要确定采样频率fs 和两个载波频率的值f1 ，f2 。

2.写出输入已经信号的表达式S(t) 。

由于S(t) 中有反码的存在，则需要将信号先反转后在从原信号和反转信号中进行抽样。

写出已调信号的表达式S(t) 。

3.在2FSK的解调过程中，如上图原理图，信号首先通过带通滤波器，设置带通滤波器的参数，后用一维数字滤波函数filter 对信号S(t)的数据进行滤波处理。

输出经过带通滤波器后的信号波形。

由于已调信号中有两个不同的载波（ω1, ω2）, 则经过两个不同频率的带通滤波器后输出两个不同的信号波形H1,H2。

4.经过带通滤波器后的2FSK信号再经过相乘器（cosω1，cosω2），两序列相乘的MATLAB表达式y=x1.*x2 →SW=Hn.*Hn，输出得到相乘后的两个不同的2FSK波形h1,h2。

5.经过相乘器输出的波形再通过低通滤波器，设置低通滤波器的参数，用一维数字滤波韩式filter 对信号的数据进行新的一轮的滤波处理。

输出经过低通滤波器后的两个波形（sw1,sw2）。

6.将信号sw1和sw2同时经过抽样判决器，分别输出st1,st2 。

其抽样判决器输出的波形为最后的输出波形st 。

对抽样判决器经定义一个时间变量长度i ，当st1(i)>=st2(i) 时，则st=0，否则st=st2(i). 其中st=st1+st2 。

三、仿真程序程序如下：fs=2000;%采样频率dt=1/fs;f1=20;f2=120;%两个信号的频率a=round(rand(1,10));%随机信号g1=ag2=~a;%信号反转，和 g1 反向g11=(ones(1,2000))'*g1;%抽样g1a=g11(:)';g21=(ones(1,2000))'*g2;g2a=g21(:)';t=0:dt:10-dt;t1=length(t);fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t);fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t);fsk=fsk1+fsk2;%产生的信号no=0.01*randn(1,t1);%噪声sn=fsk+no;subplot(311);plot(t,no);%噪声波形title(' 噪声波形' )ylabel('幅度')subplot(312);plot(t,fsk);title(' 产生的波形 ' )ylabel('幅度')subplot(313);plot(t,sn);title(' 将要通过滤波器的波形' )ylabel(' 幅度的大小 ' )xlabel('t' )figure(2)%FSK解调b1=fir1(101,[10/800 20/800]);b2=fir1(101,[90/800 110/800]);%设置带通参数H1=filter(b1,1,sn);H2=filter(b2,1,sn);%经过带通滤波器后的信号subplot(211);plot(t,H1);title(' 经过带通滤波器 f1 后的波形 ' )ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,H2);title(' 经过带通滤波器f2后的波形 ' )ylabel('幅度')xlabel('t')sw1=H1.*H1;sw2=H2.*H2;%经过相乘器figure(3)subplot(211);plot(t,sw1);title(' 经过相乘器h1 后的波形 ' )ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sw2);title(' 经过相乘器 h2 后的波形 ' )ylabel(' ·幅度' )xlabel('t' )bn-fir1(101,[2/800 10/800]);%经过低通滤波器figure(4)st1=filter(bn,1,sw1);st2=filter(bn,1,sw2);subplot(211);plot(t,st1);title(' 经过低通滤波器 sw1 后的波形 ' )ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,st2);title(' 经过低通滤波器 sw2 后的波形 ' )ylabel('幅度')xlabel('t' )%判决for i=1:length(t)if (st1(i)>=st2(i))st(i)=0;else st(i)=st2(i);endendfigure(5)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title('经过抽样判决器后的波形 ' ) ylabel('幅度' )subplot(212);plot(t,sn);title(' 原始的波形 ' )ylabel('幅度' )xlabel('t')程序完；四、输出波形Figure 1Figure 2 Figure 3Figure 4Figure 5五、分析结果2FSK信号的调制解调原理是通过带通滤波器将2FSK信号分解为上下两路 2FSK信号后分别解调，然后进行抽样判决输出信号。