数字集群MDR中4FSK的matlab仿真
- 格式:doc
- 大小:61.50 KB
- 文档页数:6
2012年8月第24期科技视界SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界Science &Technology Vision作者简介:葛熠(1991—),男,江苏溧阳人,本科,通信工程专业,研究方向为信息与通信工程。
0引言由于目前大多数信道不适合传输基带信号,为了使基带信号能利用这些信道进行传输,必须使代表信息的原始信号经过一种变换得到另一种新信号,这种变换就是调制。
在数字调制中,频移键控(FSK)[1]方法简单,易于实现,并且解调不须恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能也较强。
因此,FSK 调制技术在通信行业得到了广泛地应用,并且主要适用于用于低、中速数据传输[2]。
因此本文以通用DSP builder 来实现FSK 调制信号发生器的设计,并借助MATLAB 仿真工具SIMULINK 进行仿真检测。
1MATLAB 和DSP Builder 的简单介绍1.1MATLAB 简介MATLAB 是矩阵实验室的简称,主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分。
MATLAB 可以进行矩形运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域[3]。
Simulink 是MATLAB 最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
Simulink [4]具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点。
1.2DSP Builder 简介Altera 可编程逻辑器件中的DSP 系统设计需要高级算法和HDL 开发工具。
Altera DSP Builder 将MATLAB 和Simulink 系统级设计工具的算法开发、仿真和验证功能与VHDL 综合、仿真和Altera 开发工具整合在一起,实现了这些工具的集成[5]。
4FSK调制解调器建模仿真与抗噪声性能分析作者:张媛媛谢小光来源:《数字技术与应用》2016年第05期摘要:数字调幅(ASM),数字调相(PSK),数字调频(FSK)都属于数字调制技术的其中一种。
FSK又是极其重要的一种方法,在FSK技术中,复杂的数字信号是用不同频率载波传送,并且又控制载波信号的频率。
MATLAB是一种通信系统仿真软件,它功能多样,可以为我们解决很多实际的问题,举例它的功能有数值分析、矩阵运算、信号处理、图像显示等等。
此软件之所以能在通信领域得到大家的肯定,是因为它提供了计算环境,而且此环境不仅高性能而且科学。
老师在教学的过程中喜欢用这个软件来辅助教学,在平时实验过程中也得到广泛应用。
MATLAB不仅在我们现实生活中得到了广泛应用,而且可以大大的拓宽同学们以及研究分析的视野,提高实验室同学们以及老师们设计研究的效率。
关键词:调制 4FSK 解调信号中图分类号:TN763 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)05-0000-001 设计目的和意义此次研究性实验,不仅让我对4FSK的调制解调原理与电子信号通信原理有了充分的理解,而且让我对用建模来解决实际问题的方法有了熟悉;并且此次实验将我们平时所学的理论知识与实际问题相结合,极大的提高了我自己的动手创新能力。
2 设计原理4FSK 调制算法分析:(1)奇位、偶位串并转换这种方法,适用于实验中输入的二进制序列。
(2)二进制的0、1序列,需要用到DMR标准中的符号和比特的对应关系,才能映射为相应的四电平符号流。
(3)符号流怎么得到输入调制信号m(n)呢?要把其中的每个符号插入8个数值点,然后进行平滑处理。
(4)抑制邻道干扰和接收机抑制噪声等功能都可以通过方根升余弦滤波器来实现。
一系列间隔为208,33ms(1/4800s)脉冲作为其输入,奈奎斯特升余弦滤波器的分割应该怎么定义呢?来自根升余弦滤波器的频率响应的定义。
(5)FM调制能将m(n)输入频率转化为4FSK调制输出信号。
1.基本概念物理层的定义h=0.27;T是采样周期,1/4800秒。
而D=3h/2T=1.944kHz。
D的物理含义是Maximum deviation,最大频偏。
4FSK是恒包络调制,所以在终端功率上,应该比较省电。
4进制的随机信号产生,并把信号强度调整到规范规定的3,1,-1,-3:M=4;Ts=1/4800; % 4.8K的波特率;x=randint(1000,1,M);x=x.*2-3; %调整到正确的symbol;plot(x);部分信号绘制如下:由于是随机信号,所以是宽带信号。
频谱如下。
只绘制到信号的采样频率,绘制频谱:lx=length(x);Freqs=1/Ts;freq=[-Freqs/2:Freqs/lx:Freqs/2-Freqs/lx];S=fftshift(abs(fft(x)));Sdb=10*log10(S);plot(freq,Sdb);:进行基带滤波,滤波后的信号和频谱为下图。
注意信号带宽被限制为根升余弦滤波的3dB 带宽以内。
这个带宽|cos(f*pi/1920)|=1/2,f>1920,得到f=640+1920=2560Hz。
这是一半带宽:% 滤波器的基本参数:sqrt,0.2。
Fs至少要是2Fd,delay用默认的3。
y=rcosflt(x,1,2,'fir/sqrt',0.2,3,0);%绘制频谱:ly=length(y);Freqs=2/Ts;freq=[-Freqs/2:Freqs/ly:Freqs/2-Freqs/ly];Sy=fftshift(abs(fft(y)));Sdby=10*log10(Sy);figure;plot(freq,Sdby);接下去,对4FSK调制进行仿真。
2.4FSK调制仿真4FSK有3种方式,方式1,用前面余弦滤波后的基带数据进行频率振荡器的控制。
这种方式实现容易,但是频率的稳定性差。
方式2,键控法。
4PSK、4ASK以及4FSK的MATLAB仿真一、实验目的:学会利用MATLAB软件进行4PSK、4ASK和4FSK调制的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力,为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容:利用MATLAB软件编写程序,画出4PSK 、4ASK和4FSK图形,进一步了解4PSK、4ASK和4FSK调制的原理。
(1)设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1,编程产生4PSK调制信号波形。
(2)设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1,编程产生4ASK调制信号波形。
(3)设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1,编程产生4FSK调制信号波形。
三、程序和实验结果:f=100;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1];m1=[];c1=[];b1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1)ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0)ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endendfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f*t);b=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1))m=ones(1,100);c=sin(f*t+pi/2);b=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f*t+pi);b=2*ones(1,100);elsem=ones(1,100);c=sin(f*t+3/2*pi);b=3*ones(1,100);endm1=[m1 m];c1=[c1 c];b1=[b1 b];endpsk=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(b1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(psk)title('4PSK信号')axis([0 50*length(s) -2 2]); xlabel('周万成')(2)4ASK程序f=100;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1]; m1=[];c1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1) ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0) ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endendfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1)) m=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0)) m=2*ones(1,100);elsem=3*ones(1,100);endc=sin(f*t);m1=[m1 m];c1=[c1 c];endask=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(m1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(ask)title('4ASK信号')axis([0 50*length(s) -4 4]); xlabel('周万成')(3)4FSK程序f1=1;f2=2;f3=3;f4=4;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1]; m1=[];c1=[];b1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1)ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0)ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f1*t);b=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1)) m=ones(1,100);c=sin(f2*t);b=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0)) m=ones(1,100);c=sin(f3*t);b=2*ones(1,100);elsem=ones(1,100);c=sin(f4*t);b=3*ones(1,100);endm1=[m1 m];c1=[c1 c];b1=[b1 b];endfsk=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(b1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(fsk)title('4FSK信号')axis([0 50*length(s) -2 2]); xlabel('周万成')四、实验结果以及分析:(1)结果图1图2图3(2)分析在C语言编程中对一个数组可以采用循环的方式对其赋值,所以此处利用循环对ak[]数组,bk[]数组进行赋值。
l巨誓盈囝E■堡笠i墨王坚垒!!璺!笪量道型鏊呈迥剑堕墓基于Matlab的多进制数字调制仿真程铃(南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044)摘要:分析当前通信原理课程实验教学存在的问题,提出采用Matlab仿真弥补实验室实验设备等的不足。
给出利用Matlab函数实现多进制数字调制(包括4ASK,4FSK和4PSK)的仿真实例,将抽象的原理形象化。
给出部分仿真程序,井对仿真结果进行分析和讨论,仿真结果与理论结果一致。
这里将Matlab仿真用于多进制数字通信,解决了当前实验设备不能做此类实验的尴尬境地,为相关领域的研究指出了一个实验方法,是实验教学改革进程中的有益尝试。
关键词:Matlab;通信原理;仿真实例;多进制数字调制中图分类号:TN914.3文献标识码:A文章编号:1004—373X(2009)22—060一03SimulationofMulti—decimalDigitiaiModulationBasedonMatlabCHENGLing(CollegeofElectronic8LInformationEngineering.NanjingUniversityofInformationScience8LTechnology,Nanjing.210044,China)Abstract:Theproblemsofcommunicationprincipleexperimentalteachinganalyzed,andMatlabsimulationisadoptedtomakeupthelaboratoryisputforward.Somesimulationexamplesaboutmulti—decimaldigitialmodulationgiven,including4ASK,4FSKand4PSK.Moreover,itenablestheabstractprinciplevisualization.Somesimulationproceduredescribedandthesimulationresultsanalyzed.Itisindicatedthatthesimulationresultsidenticaltheoreticalsuits.Matlabisappliedmulti—decimaldigitialcommunicationandresolutionofsomeexperimentsbemadewithcurrentexperimentalequipments.Anexperimentapproachisproposedforsomerelatedareas.Itisalsobeneficialtrialinexperimentalteachingreform.Keywords:Matlab;communicationprinciple;simulation#multi—decimaldigitialmodulationMatlab与其他计算机语言相比,其特点是简洁和智能化,适应科技专业人员的思维方式和书写习惯,使得编程和调试效率大大提高[I],已成为全世界科学工作者共同的学术交流工具以及系统仿真界事实上的工业标准。
摘要在通信过程中,调制与解调占有十分重要的地位。
假如没有调制与解调技术,就没有通信,没有广播和电视,也没有今天的 BP 寻呼、手持电话、传真、电脑通信及Internet 国际互联网。
本设计是基于MATLAB来实现调制与解调的仿真。
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模拟调制解调中的幅度调制和角度调制及数字调制解调中的FSK和DPSK的调制解调设计。
首先,先介绍这几种模拟和数字调制解调的产生、频谱、解调等过程及原理,接着就编写相应的m文件先后对模拟调制中的幅度调制和角度调制里面的频率调制的进行仿真,并对仿真得出调试及仿真结果并进行分析。
FM调制的时候是让基带信号去控制振荡电路的频率,AM是用基带信号去控制载波的幅度。
无论哪一种调制方式,采用相干解调的性能优于非相干解调的性能。
而且DPS K可以消除PSK的“倒 ”现象。
DPSK的系统性能要优于FSK系统。
相干系统要求本地载波与发送信号之间保持同步,否则误码率增加。
因此,在高质量的数字通信系统中多采用相干解调,而对抗噪声性能要求不高的就采用较为简单的非相干解调。
关键词:MATLAB、调制解调、FSK目录1 概述 (1)1.1MATLAB软件简介 (1)1.2 FSK简介 (1)1.3课题发展的现状 (2)2 调制解调原理 (3)2.1 频移键控(FSK) (3)2.2 . FSK的数学分析 (3)2.2.1 FSK的时域分析 (3)2.2.3.FSK信号的调制方法 (4)2.2.4.二进制移频键控(2FSK)系统的总误码率 (5)3 调制与解调的MATLAB仿真实现 (7)3.1 FSK的调制解调的实现 (7)3.1.1 FSK调制实现 (7)3.2.2 FSK相干解调实现 (10)4 总结 (11)参考文献 (13)致谢 (14)附录:FSK调制解调程序清单 (15)1 概述1.1MATLAB软件简介MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。
matlab的仿真流程总结下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 问题定义与分析明确仿真的目的和要解决的问题。
确定系统的输入、输出和关键参数。
题目FSK调制解调系统的仿真与分析学生姓名杨粉粉学号1113024097所在学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1103 班指导教师魏瑞完成地点物理与电信工程学院实验室2015年6月4日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1103班学生姓名杨粉粉一、毕业论文﹙设计﹚题目FSK调制解调系统的仿真与分析二、毕业论文﹙设计﹚工作自2015 年 1 月10 日起至2015 年 6 月15 日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物理与电信工程学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求:数字调制解调技术的发展不断更新,如今在现实中应用的数字调制系统大部分都是经过改进的,性能较好的系统,但是,作为理论发展最成熟的调制解调方式,对FSK的研究仍然具有非常大的意义,因此,选择FSK调制解调方式进行仿真研究。
本次毕业设计运用仿真软件对FSK调制解调系统进行性能分析。
本次毕业设计要求:1. 运用仿真软件实现三种进制下FSK调制解调过程的仿真并观测调制解调过程中观察各个环节时域和频域的波形;2. 结合三种不同信道环境对比三种进制下FSK调制解调系统的频谱特点与误码率情况;3. 对仿真结果进行分析。
五、毕业论文﹙设计﹚应收集资料及参考文献:阅读和学习关于FSK调制解调系统和计算机仿真技术方面的专业资料,参阅的外文文献不少于3篇。
六、毕业论文﹙设计﹚的进度安排:1月10日─3月20日:查阅资料,完成外文翻译原文和开题报告。
3月21日——4月20日:完成FSK调制解调系统的基本仿真设计并提交中期检查报告。
4月21日——5月20日:进一步完善FSK调制解调系统的仿真设计,准备作品验收。
5月21日——6月15日:撰写、修改毕业设计论文,准备并完成答辩。
指导教师系(教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名FSK调制解调系统的仿真与分析杨粉粉(陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业2011级3班,陕西汉中723003)指导教师:魏瑞[摘要]数字调制技术是通信系统中最主要的一项技术,也是提高通信系统性能的重要途径。
基于Matlab的FSK数字调制系统仿真摘要:FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。
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。
二进制的基带信号是用正负电平来表示的。
FSK--又称频移键控法。
FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。
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。
关键字:FSK数字调制;基带信号;载波;系统仿真正文:一、调制原理:1.2FSK 信号的产生通常有两种方式:(1)频率选择法;(2)载波调频法。
由于频率选择法产生的2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和,在二进制码元状态转换( 0 → 1或1 → 0 )时刻,2FSK 信号的相位通常是不连续的,这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。
载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号,这时的已调信号出自同一个振荡器,信号相位在载频变化时始终时连续的,这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛,使信号功率更集中于信号带宽内。
在这里,我们采用的是频率选择法,其调制原理框图如图所示:FSK调制原理框图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)]()()()([]|)(||)(||)(||)([|)()()(2211161222221211622221f f f f f f f f T f f Sa T f f Sa T f f Sa T f f Sa f S f S f S S S S S T ASK ASK FSK S++-+++-+++-+++-=+=δδδδππππ2FSK 信号带宽为 s s FSK R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中,s s f R =是基带信号的带宽。
4FSK(4频移键控)调制是一种数字调制方式,其通过在多个频率之间切换来传输信息。
在MATLAB中模拟4FSK调制并分析其波形可以提供有关这种调制方式性能的深入理解。
对于4FSK调制,结论可能包括以下几个方面:
1.频率变化:观察波形可以明显看出信号的频率随着时间变化。
每个符号(在
4FSK中代表一位信息)对应一个特定的频率。
通过分析波形,可以观察到频率跳变的过程,以及这些跳变如何与信息位相对应。
2.解调性能:如果波形在解调后与原始信息匹配,那么可以得出结论,解调过
程是成功的。
如果波形与原始信息不匹配,那么可能需要调整解调参数或分析其他可能的解调方法。
3.抗干扰性能:通过向波形添加噪声或干扰,可以观察其对信号的影响。
如果
4FSK调制在添加噪声后仍能正确解调信息,那么可以得出结论,其抗干扰性能良好。
4.频带效率:由于4FSK使用多个频率,所以它使用的频带宽度比其他一些调
制方法更宽。
这可能导致频带效率较低。
通过比较使用不同调制技术的波形,可以得出频带效率的结论。
5.同步问题:对于FSK(频移键控)调制,接收器需要知道何时进行频率跳变。
如果接收器与发射器的时钟不同步,那么可能会发生错误。
通过观察波形,可以分析同步问题的影响。
6.多径效应:在存在多径传播的环境中,信号可能会经历延迟和衰减。
这可能
会影响4FSK的解调性能。
通过模拟多径效应并观察其对波形的影响,可以得出关于多径效应对4FSK性能影响的结论。
以上只是一些可能的结论,具体结论取决于所进行的实验和分析的细节。
Matlab技术仿真方法引言:在科学研究和工程实践中,仿真方法已成为一种重要的手段。
Matlab作为一种强大的计算工具和开发环境,能够提供丰富的仿真技术和工具。
本文将介绍Matlab中常用的技术仿真方法,包括数值仿真、系统仿真和优化仿真。
一、数值仿真数值仿真是一种基于数值计算的仿真方法,它通过数值算法对特定问题进行求解,并获得数值结果。
Matlab具备强大的数值计算能力,提供了丰富的数值计算函数和工具箱。
在使用Matlab进行数值仿真时,可以按照以下步骤进行操作:1. 建立数学模型:首先需要分析仿真问题,建立数学模型。
模型可以是线性或非线性的,可以是连续或离散的,可以是时变或稳态的。
根据问题的特点,选择合适的数学模型进行描述。
2. 确定数值方法:根据数学模型的特点,选择合适的数值方法。
常见的数值方法包括差分法、插值法、数值积分法等。
Matlab提供了丰富的数值计算函数和工具箱,可以方便地使用这些数值方法。
3. 编写仿真程序:根据数值方法,使用Matlab编写仿真程序。
程序中需要包括数学模型的描述、数值方法的实现、参数的设置等内容。
4. 运行仿真程序:运行仿真程序,获得数值结果。
Matlab提供了直观的界面和交互式工具,可以方便地输入参数、运行程序,并查看仿真结果。
二、系统仿真系统仿真是一种基于建模和仿真的方法,用于研究和分析复杂系统的行为和性能。
Matlab提供了丰富的建模和仿真工具,可以方便地对系统进行建模和仿真。
1. 建立系统模型:根据实际系统的特点,选择合适的建模方法。
常见的系统建模方法包括系统方程法、状态空间法等。
Matlab提供了系统建模工具箱,可以方便地进行系统建模。
2. 确定仿真参数:确定仿真参数,包括系统初始条件、系统输入等。
在Matlab 中,可以通过设定初始条件和输入信号进行仿真参数的设置。
3. 进行仿真分析:运行仿真程序,对系统进行仿真分析。
Matlab提供了丰富的仿真工具和函数,可以对系统的行为和性能进行分析,并获得仿真结果。
课程设计I(数据通信原理)设计说明书4FSK数字通信系统的设计与仿真学生姓名学号班级成绩指导教师数学与计算机科学学院2015年 9 月 12 日2015—2016学年第1 学期课程设计名称:通信原理课程设计题目:4FSK数字通信系统的设计与仿真完成期限:自2015 年8 月31 日至2015 年9 月11 日共 2 周设计内容:1.任务设计一个4FSK调制解调系统2.要求1)4FSK信号波形的载频和相位参数应随机设置2)系统要求加入高斯白噪声3)4FSK解调方框图采用相干接收形式4)分析误码率3.参考文献[1]《通信原理》王福昌清华大学出版社 2006[2]《电子技术实验教程[M]》王紫婷西南交大出版社 2001[3]《MA TLAB仿真技术与应用教程》钟麟王峰国防工业出版社2003[4]《MA TLAB通信仿真与技术应用》刘敏魏玲国防工业出版社2001指导教师:教研室负责人:课程设计评阅在数字信号的调制方式中4PSK是目前最常用的一种数字信号的调制方式,它具有较高的频谱利用率,较强的抗干扰性,在电路时实现也较为简单。
调制技术是通信领域里非常重要的环节,一种好的调制技术不仅可以节约频谱资源而且可以提供良好的通信性能。
4PSK调制是一种具有较高频带利用率和良好坑噪声性能的调制方式,在数字移动通信中已经得到了广泛的应用。
本次设计在理解4PSK调制解调原理的基础上应用MATLAB语言来完成仿真,仿真出4PSK的调制以及解调的仿真图,包括已调信号的波形,解调后的信号波形,眼图和误码率。
在仿真的基础上分析了各种调制方法的性能,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证实仿真模型的可行性。
关键词:2FSK;4FSK;MATLAB1 绪论 (1)1.1通信技术的历史与发展 (1)1.1.1通信的概念 (1)1.1.2通信的发展史简介 (1)1.2数字调制的发展现状与趋势 (2)1.3 MATLAB软件的介绍 (10)2 4FSK调制解调的基本原理设计 (3)2.1 调制原理 (3)2.1 4FSK调制算法分析 (5)2.1 解调原理 (7)2.1 4FSK解调算法分析 (8)3 4FSK的调制和解调MATLAB仿真 (12)3.1 4FSK于MATLAB的仿真 (12)3.2 误码率的计算 (15)4 总结 (16)参考文献 (17)1 绪论1.1通信技术的历史与发展1.1.1通信的概念通信就是克服距离上的障碍,从一地向另一地传递和交换消息。
毕业论文FSK调制技术及其MATLAB仿真院系资讯管理系班级姓名学号指导教师职称提交时间基于MATLAB的FSK调制系统设计(SIMULINK仿真)中文摘要:移频键控(FSK)是数据通信中最常用的一种调制方式。
FSK方法简单易于实现,并且解调不需要恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能较强。
缺点是占用频带较宽,频带利用不够经济。
FSK主要应用于低中速数据传输,以及衰落信道和频带较宽的信道中。
MATLAB 可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。
阐述了计算机仿真的发展概况,及其重要意义,着重介绍了MATLAB的基础知识和其重要工具--动态仿真软件SIMULINK的基本操作。
利用MATLAB中的仿真工具SIMULINK建立了FSK仿真模型,并对仿真模型进行了测试,经结果分析表明,仿真结果与理论基本一致。
关键词:FSK ;MATLAB ;仿真;调制解调Title :FSK modulation system design based on MATLABAbstract: Frequency Shift Keying (FSK) is a data communication most commonly used as a modulation mode. FSK method is simple, easy to implement, and demodulation not restore local carrier, ATM, Anti-noise and anti-fading strong performance. The drawback is a wide band occupation, the economy enough bandwidth utilization. Hence, FSK is mainly applied into data transport in low or medium rate and in fading channel or channels with relative wide bandwidth. MATLAB can be used for communications in the research, development, system design and simulation. Expounded on the development of computer simulation profiles and its significance MATLAB highlights of the basic knowledge and its important tools -- dynamic simulation software SIMULINK base the operation. Using MA TLAB Simulink simulation tools were established FSK modulation model coherent, as well as simulation models were tested, the results show that the simulation results agreed with the basic theory.Keywords:FSK ; MATLAB ; simulation ; modulation; demodulation目录第1章绪论 (5)1.1课题研究背景方法及目的 (6)1.2 课题设计要求 (7)1.3 课题设计步骤 (7)1.4 MA TLAB概述 (7)第2章FSK系统的理论综述 (13)2.1数字调制解调 (13)2.2 频移键控(FSK) (14)2.2.1 FSK的调制原理 (14)2.2.2 FSK的解调原理 ....................................................................................... 错误!未定义书签。
1.基本概念物理层的定义h=0.27;T是采样周期,1/4800秒。
而D=3h/2T=1.944kHz。
D的物理含义是Maximum deviation,最大频偏。
4FSK是恒包络调制,所以在终端功率上,应该比较省电。
4进制的随机信号产生,并把信号强度调整到规范规定的3,1,-1,-3:M=4;Ts=1/4800; % 4.8K的波特率;x=randint(1000,1,M);x=x.*2-3; %调整到正确的symbol;plot(x);部分信号绘制如下:由于是随机信号,所以是宽带信号。
频谱如下。
只绘制到信号的采样频率,绘制频谱:lx=length(x);Freqs=1/Ts;freq=[-Freqs/2:Freqs/lx:Freqs/2-Freqs/lx];S=fftshift(abs(fft(x)));Sdb=10*log10(S);plot(freq,Sdb);:进行基带滤波,滤波后的信号和频谱为下图。
注意信号带宽被限制为根升余弦滤波的3dB 带宽以内。
这个带宽|cos(f*pi/1920)|=1/2,f>1920,得到f=640+1920=2560Hz。
这是一半带宽:% 滤波器的基本参数:sqrt,0.2。
Fs至少要是2Fd,delay用默认的3。
y=rcosflt(x,1,2,'fir/sqrt',0.2,3,0);%绘制频谱:ly=length(y);Freqs=2/Ts;freq=[-Freqs/2:Freqs/ly:Freqs/2-Freqs/ly];Sy=fftshift(abs(fft(y)));Sdby=10*log10(Sy);figure;plot(freq,Sdby);接下去,对4FSK调制进行仿真。
2.4FSK调制仿真4FSK有3种方式,方式1,用前面余弦滤波后的基带数据进行频率振荡器的控制。
这种方式实现容易,但是频率的稳定性差。
方式2,键控法。
键控分频器的分频比,以控制2种不同分频脉冲的输出。
在经过整形,就可以得到FSK信号。
这种在DSP的实现中常用到。
方法3,用fskmod函数。
不管用何种方式,DMR规范中,对4FSK的调制的结果给出了要求,要求在给定序列下,输出的调制信号,应该和1.2KHz的sine信号,通过最大偏差2.794KHz的FM调制器输出的信号一致。
方法1:fmmod。
Fmmod是模拟调制函数。
它以Fs采样频率来看待输入和输出的数据。
DMR系统中,基带信号的带宽小于2*1944=3888Hz。
Fc我们可以设计的低一些,以降低采样频率,减少计算量。
这样可以设计Fc=15kHz。
足够高了。
这样,为了让输出的图像细致些,我们设计采样频率Fs=150KHz。
这个精度应该购了。
定好了这个调后,回过头看rcosflt函数。
这个函数中我们感兴趣的就是它的Fs设计。
因为是数字信号,所以rcosflt的Fd可以是1,这个1其实代表了1/Ts=4800Hz。
我们的目的是让rcosflt的输出的数据能够和fmmod的Fs=150KHz的采样速率匹配上,于是不难算出,每个输入symbol相当于被采样15k/4800个数据点,也就是31.25个点。
取整后,是32个点。
反过来,调整采样频率成为32*4800=153.6KHz。
既然采样点数已经确定是32,那么rcosflt的Fs也就确定了,调整为32。
所以,matlab代码如下(减少些symbol数目,为20个,便于计算):M=4;Ts=1/4800; % 4.8K的波特率;x=randint(200,1,M);x=x.*2-3; %调整到正确的symbol;% 滤波器的基本参数:sqrt,0.2。
Fs至少要是2Fd,取32,delay用默认的3。
y=rcosflt(x,1,32,'fir/sqrt',0.2,3,0); % 过渡补0后,滤波器增益会下降。
y=(3/max(y)).*y; % 调整滤波器增益,恢复信号强度。
% 根升余弦滤波后,输出的就是模拟的基带信号了。
% 模拟FM调制。
Fc=15KHz, Fs=153.6KHz, freqdev=3888Hz;(因为滤波后,y最大值就在1左右)Fc=15000;Fs=153600;freqdev= 648;ym=fmmod(y,Fc,Fs,freqdev);% 绘制频谱lx=length(ym);Freqs=Fs;freq=[-Freqs/2:Freqs/lx:Freqs/2-Freqs/lx];S=fftshift(abs(fft(ym)));Sdb=10*log10(S);plot(freq,Sdb);用上面的方法,根据标准输入,可以看到输出的信号频谱为:M=4;Ts=1/4800; % 4.8K的波特率;for i =1:200if(mod(i,4)<2) x(i)= 3;else x(i)=-3;endend% 滤波器的基本参数:sqrt,0.2。
Fs至少要是2Fd,取32,delay用默认的3。
y=rcosflt(x,1,32,'fir/sqrt',0.2,3,0); % 过渡补0后,滤波器增益会下降。
y=(3/max(y)).*y; % 调整滤波器增益,恢复信号强度。
% 模拟FM调制。
Fc=15KHz, Fs=153.6KHz, freqdev=3888Hz;(因为滤波后,y最大值就在1左右)Fc=15000;Fs=153600;freqdev= 648;ym=fmmod(y,Fc,Fs,freqdev);% 绘制频谱lx=length(ym);Freqs=Fs;freq=[-Freqs/2:Freqs/lx:Freqs/2-Freqs/lx];S=fftshift(abs(fft(ym)));Sdb=10*log10(S);plot(freq,Sdb);方法2:直接写函数其实就是模拟FM方法,对输入的信号进行积分。
略。
方法3:Fskmodfskmod(x,M,freq_sep,nsamp)注意,这个函数是有问题的。
我对它进行了修改。
对fskmod.m的代码中修改一行如下:phaseIncr = (0:nSamp-1)' * (-(M-1):2:(M-1)) * 2*pi * freq_sep/2 * samptime/nSamp;对fskdemod的代码修改一行如下:t = [0 : 1/(nSamp*Fs) : 1/Fs - 1/(nSamp*Fs)]';另外注意,在fskmod这个函数中,已经把x的数据调整到-(M-1):2:(M-1)来进行处理了。
更新后的函数我重新命令为gyzfskmod和gyzfskdemod。
另外,这个函数已经把输入的0~M-1调整为-(M-1):2:(M-1)了。
符合DMR的需求。
思路还是:通过gyzfskmod函数得到输出的IQ信号。
对IQ信号进行根升余弦滤波;进行载波调制。
所以过程如下:M=4;Ts=1/4800; % 4.8K的波特率;% x=randint(100,1,M);x=[0 1 2 3 2 1 0 1 2 3 2 1 0 ];Num=length(x);freqsep=0.27;nsamp=10;Fs=1;% Fc=nsamp*1/Ts; % 载波频率Fc=10000; % 载波频率y=gyzfskmod(x,M,freqsep,nsamp,Fs);注意,这里调制出来的y信号,就是复数表示的模拟IQ信号。
对于模拟的IQ信号,不能够直接用数字滤波器rcosflt。
正确的如下:% 设计滤波器,用filterbuilder的Nyquist类型。
% 输出信号的Fs是nsamp/Ts。
所以Band=nsamp/2;% Frequency unit我设置为归一化为1;% Transition width是0.2filterbuilder%输出Hnyq。
这个滤波器的时延没有直接的控制参数。
通过解调,可以看到大概时延了2个symbol。
% 输出滤波yf=filter(Hnyq,y);% 输入滤波yfin=filter(Hnyq,y);% 解调Z=gyzfskdemod(yfin,M,freqsep,nsamp);% 输出波形绘图tlen=length(x)*Ts; % 秒% 时间分片t=[0:tlen/length(yf):tlen-tlen/length(yf)];% 计算载波ccos=cos(2*pi*Fc.*t);csin=sin(2*pi*Fc.*t);% 计算输出波形S=reshape(real(yf),1,length(yf)).*ccos-reshape(imag(yf),1,length(yf)).*csin;plot(S);% 绘制频谱figure;p=real(S);lx=length(p);Freqs=nsamp/Ts;freq=[-Freqs/2:Freqs/lx:Freqs/2-Freqs/lx];St=fftshift(abs(fft(p)));Sdb=10*log10(St);plot(freq,Sdb);020406080100120140-1.5-1-0.50.511.5。