2FSK调制与解调仿真.docx
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2FSK调制与解调仿真
实验42FSK调制与解调仿真
一、实验目的
1.掌握2FSK的调制原理和MatlabSimulink仿真方法
2.掌握2FSK的解调原理和MatlabSimulink仿真方法
二、实验原理
1、2FSK调制原理
2FSK信号是利用数字基带信号控制载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。
故其表达式为
式中，假设码元的初始相位分别为
和
，
和
为两个不同的角频率，幅度A是一个常数，表示码元的包络为矩形脉冲。
2、2FSK解调原理
2FSK信号常用的解调方法是采用如图所示的相干解调和非相干解调，其调制原理是将2FSK信号分解为上下两路信号分别解调，然后进行判决。
这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限。
判决规定与调制规定相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接受时上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”。
设频率f1代表数字信号1；f2代表数字信号0，则抽样判决器的判决准则：
x1-x2>0判决输入为f1信号
x1-x2<0判决输入为f2信号
式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。
3、2FSK键控法调制、包络检波解调框图
三、实验步骤
1、2FSK调制方式的MATLABSimulink仿真
（1）原理图
（2）仿真图
（3）仿真分析
①调制器
②调制后信号输出与原始载波信号有相同之处，并且呈周期性变化。
当信号传送“1”的时候，2FSK信号与SineWave的输入波形一致；当信号传送“0”的时候，2FSK信号与SineWave1的输入波形一致。
所谓一致，就是周期和幅度都一样。
2、2FSK解调方式的MATLABSimulink仿真
（1）原理图
（2）仿真图
（3）仿真分析
①解调器
②解调后周期和频率都不变，幅度也不变。
解调后的信号相比与原始信号在时间上有了一定的延迟，与信号传送是“1”或者“0”没有关系。
3、发送2FSK信号前加入高斯噪声模块
（1）原理图
（2）仿真图
①方差为1
②方差为2
③方差为10
（3）仿真分析
加入高斯噪声模块，设置为不同的方差，误码随着方差的增大而增大。
四、实验总结
1、实验过程中加入高斯噪声模块之后，怎么解析误码是否发生变化不太清楚。
通过网上查阅相关资料得到计算误码的Simulink模块。
可是误码模块的输入只能是离散型数据，连续型数据不能作为输入，这就对查看误码造成了影响，参数设置不正确的话，误码是显示不出来的，实验指导书也没有正确的设置方法，给实验带来了很大的困难，最终这个模块也不会使用，只能输入一路信号，所以这个模块的使用还需要进一步学习。
2、用Matlab语言来设计2FSK的调制仿真和解调仿真的程序，并把结果保存下来。
fs=2000;%%采样频率
dt=1/fs;
f1=100;
f2=20;%%两个信号的频率
a=round（rand（1,10））;%随机信号
g1=a;
g2=~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'）;
xlabel（'t'）;
figure
（2）%FSK解调
b1=fir1（101,[80/800120/800]）;
b2=fir1（101,[10/80030/800]）;%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（'经过带通滤波器后f1的波形'）
ylabel（'幅度'）
subplot（212）
plot（t,H2）;
title（'经过带通滤波器后f2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,[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
fori=1:
length（t）
if（st1（i）>=st2（i））
st（i）=0;
else
st（i）=st2（i）;
end
end
figure（5）
st=st1+st2;
subplot（211）
plot（t,st）;
title（'经过判决器后的波形'）
ylabel（'幅度'）
subplot（212）
plot（t,sn）;
title（'原始波形'）
ylabel（'幅度'）
xlabel（'t'）
程序运行结果如下：
3、用键控法和相干解调法进行2FSK的Simulink仿真，并把结果保存下来。
①原理图
②仿真图
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