基于matlab的4FSK系统设计仿真

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。

通信系统仿真课程设计设计题目：班级：姓名：学号：起止日期：信息工程学院通信工程系目录一设计内容 (1)二设计目的 (1)三设计要求 (1)四实验条件 (1)五系统设计 (1)1 系统原理简介 (1)2 设计方案 (4)3 方案实施 (4)4 仿真结果分析 (7)六设计心得 (7)七参考文献 (7)一设计内容1、了解数字调制系统的基本原理；2、利用matlab对随机产生的二进制信号进行数字调制的软件实现二设计目的通过对数字通信系统的仿真，了解数字通信系统的仿真实现方法，掌握各种数字调制解调系统的性能，包括了解数字信号的时域表示、掌握数字信号的频带传输，数字通信系统的信道编码，学会用傅立叶变换方法分析信号的频域成分。

三设计要求任务：编写M文件实现随机产生的二进制序列的4PSK调制，画出二进制序列及已调信号的时域波形及频谱图。

四实验条件利用计算机及MATLAB为开发软件五系统设计1 系统原理四进制绝对相移键控（4PSK）直接利用载波的四种不同相位来表四进制信息。

如下图由于一个想为代表两个比特信息，因此每个四进制码元可用两个二进制码元的组合来表示。

两个二进制码元中的前一码元用a表示，后一比特用b表示，则双比特ab与载波相位关系如下表双比特码元载波相位a b A方式B方式0 0 0 2250 1 270 1351 0 90 3151 1 180 454PSK信号等效为两个正交载波进行双边带调制信号之和，这样就把数字调制和线性调制结合起来，为四相波形的产生提供依据。

4PSK的调制方法有正交调制方式，相位选择法，插入脉冲法等。

本文采用正交调制方式。

正交调制原理如图4PSK可以看作两个正交的2PSK调制器构成。

图中串并转换将输入的二进制序列分为两个速度减慢的两个并行双极性序列a和b，在分别进行极性变换。

再调制到coswt和sinwt载波上。

两路相乘器输出的信号是相互正交的抑制载波的双边带调制信号，相位与各路码元的极性有关，分别由码元a和码元b决定，经相加电路后输出两路的合波即是4PSK信号，图中两个乘法器，一个用于产生0和180两个相位，另一个用于产生90和270两个相位。

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]。

通信系统的数字调制实验名称：4PSK通信系统的蒙特卡洛仿真（包含在无线通信的数字调制技术实验里面）一．实验目的1）学会运用MATLAB分析通信系统。

2）了解蒙特卡洛仿真原理。

3）掌握调相原理。

4）学会分析系统的误码率及误比特率。

5）理论联系实际，能运用所学知识分析具体问题。

二．实验仪器：1）PC机。

2）采用matlab或其它软件工具编程实现三．实验意义在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。

称为基带传输系统。

与之对应，把包括了载波调制和解调过程的传输系统称为频带传输系统。

无论是基带传输还是频带传输，基带信号处理是必须的组成部分。

因此掌握数字基带传输的基本理论十分重要，它在数字通信系统中具有普遍意义。

PSK是利用载波的不同相位表示相应的数字信息。

对于M相相位调制来说M-2K,这里K是每个传输符号的信息比特数。

4PSK是M=4的载波相位调制。

蒙特卡洛法的实质是利用服从某种分布的随机数来模拟现实系统中可能出现的随机现象。

其基本思想是：为了求解数学、物理、工程技术以及生产管理等方面的问题，首先建立一个概率模型或随机过程，使它的参数等于问题的解；然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求随机参数的统计特征，最后给出所求解的近似值，解的精度可用估计值的标准误差来表示。

四．实验原理1、移相键控移相键控即受键控的载波相位调制是按基带脉冲改变的一种数字调制方式。

其中，四相移相键控制(4PSK)的应用广泛，它是用4种不同相位代表4种不同相位的信息，因此对于输入的二进制数字序列应该先分组，将每两个比特编为一组；然后用4种不同的相位对其表征。

例如，若输入的二进制数字信息序列为10110010…，则可将他们分成10，11，00，10，…，然后用4种不同的相位对其表征。

采用相位选择法产生4PSK信号，以实现4PSK调制器的设计。

2、MPSK信号所谓多进制数字调制，就是利用多进制数字基带信号去调制高频载波的某个参量，如幅度、频率或相位的过程。

课程设计任务书课程名称：专业课程设计题目：基于matlab的4FSK系统设计仿真学院：电子系系：信息工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：职称：学院审核（签名）：审核日期：一、设计基本原理与系统框图以前学过2FSK信号的产生，知道它有两种方法：调频法和开关法，前者是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能输出两个不同频率的码元；后者是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。

2FSK 键控法调频原理图如下：这里我们要研究的是4FSK 信号，是采用第二种方法得到的，即用基带四进制信号去键控四个频率不同的载波，就可以得到四进制频移键控信号，其中4FSK 是采用四个不同的频率分别表示四进制的的四个码元00、01、10、11，每个码元都含有2bit 的信息，其波形如图1-1所示，这时仍和2FSK 时的条件相同，即要求每个载频之间的距离足够大，使不同频率的码元频谱能够用滤波器分离开，或者说使不同频率的码元相互正交。

4FSK 调制原理如下：传“0”信号(或00)时，发送频率为f 1的载波； 传“1”信号(或10)时，发送频率为f 2的载波； 传“2”信号(或11)时，发送频率为f 3的载波； 传“3”信号(或01)时，发送频率为f 4的载波。

系统方框图如图1-2所示图1-2系统方框图二、各单元电路图设计本次系统设计大致可分为四大模块：㈠晶体振荡器与信源共用，位于信源单元；㈡多级分频电路；㈢4FSK调制中的逻辑电路单元；㈣二进制基带信号的串/并转换模块。

㈠、信源单元电路本模块是整个课程设计系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-3所示本单元用来产生晶振信号和NRZ信号，图1-4为信源单元电路图，它上面的元器件与图1-3上各单元对应关系如下：晶振 CRY：晶体； U1：反相器7404分频器 U2：计数器74161；U3：计数器74193；U4：计数器40160 并行码产生器 K1、K2、K3：8位手动开关，从左至右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管：左起分别与一帧中的24位代码相对应八选一 U5、U6、U7：8位数据选择器4512三选一 U8：8位数据选择器4512倒相器 U20：非门74LS04抽样 U9：D触发器74LS74从晶振产生一个4.096KHz 的信号，一路做时钟信号CLK ，一路送到74LS193，74193完成÷2、÷4、÷8运算，输出BS 、S1、S2、S3等4个信号。

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。

基于MATLAB的FSK调制信号发生器的模拟仿真作者：葛熠王亭亭李峰来源：《科技视界》2012年第24期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]。

设计人员可以使用DSP Builder模块迅速生成Simulink系统建模硬件。

DSP Builder包括比特和周期精度的Simulink模块，涵盖了算法和存储功能等基本操作。

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。

基于MATLAB 的FSK 调制解调系统基带仿真学生姓名：刘道金 指导老师：吴志敏摘 要 本课程设计利用MA TLAB 集成环境下的M 文件，编写程序来实现FSK 的调制解调，制解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，并并观察解调前后频谱有何变化以加深对FSK 信号解调原理的理解。

对信号叠加噪声，并进行解调，绘制出解调前后信号的时频波形，改变噪声功率进行解调，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。

完成整个FSK 的调制解调基带仿真过程。

程序开发平台为MA TLAB7.1，使用其自带的M 文件实现，运行平台为Windows 2000。

关键词： FSK ；调制解调；调制解调 ；MA TLAB7.1；M 文件文件 1引言本课程设计是利用MA TLAB 集成环境下的M 文件，编写程序来实现FSK 的调制解调基带仿真，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响1.1课程设计目的此次课程设计的目的是熟悉MA TLAB 中M 文件的使用方法，编写M 文件实现FSK 的调制和解调，绘制出FSK 信号解调前后在时域和频域中的波形，观察调解前后频谱的变化，后频谱的变化，再对信号进行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的信号时频波形，再对信号进行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的信号时频波形，再对信号进行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的信号时频波形，最最后改变噪声功率进行调解，分析噪声对信号传输造成的影响，加深对FSK 信号解调原理的理解。

原理的理解。

1.2课程设计要求熟悉MA TLAB 中M 文件的使用方法，并在掌握FSK 调制解调原理的基础上，编写程序来实现FSK 的调制解调基带仿真。

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。

第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着社会的不断发展，通信对我们来说越来越显的重要。

对于通信技术来讲，信息传输的有效性和可靠性是判定性能的标准。

而对于保证远距离传输信息的正确性这一方面，数字通信系统具有先天的优势。

在数字载波通信中，我们采用了三种解调方式:幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。

其中频移键控(FSK)是信息传输中使用得较早的一种调制方式，频移键控的最简单形式是二进制频率键控2FSK。

它的主要优点是：实现方法简单，抗噪声与抗衰减性能较好。

因此在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

本课题研究FSK，并基于MATLAB环境下的GUI对FSK系统进行仿真演示系统的制作，从而通过运用模拟的视觉化的手段来实现达到解调调制的目的。

随着电子通信科技领域的高速发展，通信系统复杂性随之增加。

而传统的手工分析与电路板试验等分析设计方法己经不能适应发展的需要，通信系统计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性。

计算机仿真是根据被研究的真实系统的模型，利用计算机进行实验研究的一种方法。

MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称，它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测等领域。

同时，Matlab仿真软件也是分析通信系统常用的工具之一。

Matlab的图形界面功能GUI (Graphical User Interface)能为仿真系统生成一个人机交互界面，便于仿真系统的操作。

因此，GUI在通信系统的各种仿真中得到了广泛的应用，本文也选用该工具对数字调制系统进行仿真。

1.2课题设计要求设计一个“基于MATLAB环境下GUI的FSK仿真演示系统”，具体要求如下：1．掌握FSK的原理和仿真方法；2．通过脚本编程或者SIMULINK对FSK调制方式进行仿真；3．在MATLAB环境下制作一个GUI，可以由用户输入载波频率、两个调制频率f1和f2，动态产生FSK调制波形；4．观察调制信号和已调信号波形，分析调制性能。

目录一. FSK理论知识…………………………………………………1.1FSK概念…………………………………………………………………1.22FSK信号的波形及时间表示式…………………………………………1.32FSK信号的产生方法……………………………………………………1.42FSK信号的功率谱密度…………………………………………………1.52FSK信号的解调…………………………………………………………1.6FSK的误码性能……………………………………………………………二.用MATLAB进行FSK原理及误码性能仿真………三、结论……………………………………………四、参考文献…………………………………………、五、源程序……………………………………………1、FSK理论知识频率调制的最简单形式是二进制频率键控(FSK，frequency-shift keying)。

FSK是调制解调器通过电话线路发送比特的方法。

每个比特被转换为一个频率，0由较低的频率表示，1由较高的频率表示。

1.1、FSK概念传“0”信号时，发送频率为f1的载波; 传“1”信号时，发送频率为f2的载波。

可见，FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。

实现模型如下图：1.2、2FSK信号的波形及时间表示式根据上图模型的实现可以得到2FSK的信号波形如图：2FSK信号的时间表达式为：由以上表达式可见，2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。

注意：2FSK有两种形式:（1）相位连续的2FSK；（2）相位不连续的2FSK。

在这里，我们只讨论相位不连续的频移键控信号，这样更具有普遍性。

1.3、2FSK信号的产生方法2FSK信号的产生方法：2FSK信号可以两类方法来产生。

一是采用模拟调频的方法来产生（图1）；另一种方法是采用键控法（图2）；图1.3-1 图1.3-21.4、2FSK信号的功率谱密度这里我们仅介绍一种常用的近似方法，即把二进制频移键控信号看成是两个幅移键控信号相叠加的方法如果s1(t)的功率谱密度为P s1(f)；s2(t)的功率谱密度为P s2(f)，利用平稳随机过程经过乘法器的结论,上式可以整理为如下形式，核心问题：P s1(f)=?与2ASK信号表达式中的s(t)相同，根据上面的公式，2FSK信号的功率谱密度如图下图所示。

通信原理课程设计报告题目：基于MATLAB的2FSK仿真摘要移频键控（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 中的通信工具箱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和其通信工具箱。

利用MATLAB建立了FSK仿真模型，并对仿真模型进行了测试,结果表明，仿真结果与理论基本一致，在研究FSK调制解调原理的基础上设计了调制解调电路。

关键词FSK MATLAB 仿真调制解调目录前言 (4)一、设计要求及目的 (5)1.1课题研究背景及目的 (5)1.2 课题设计要求 (5)1.3 课题设计步骤 (5)1.4 MA TLAB简介 (6)二、FSK系统的理论综述 (7)2.1 FSK概念 (7)2.2 2FSK信号的波形及时间表示式 (8)2.3 2FSK信号的产生方法 (9)2.4 FSK信号的解调 (11)2.5 FSK误码性能 (14)三、用MA TLAB进行FSK原理的仿真及其特性分析 (15)3.1随机数字信号的产生与调制 (15)3.2 FSK解调实现..................................................................................................... 错误！未定义书签。

6四、结论........................................................................................................................... 错误！未定义书签。

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。

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。