2FSK调制解调及仿真通信原理matlab.doc

2FSK调制解调及其仿真1. 2FSK调制解调及其仿真。2. 相关调制解调的原理图如带通滤波器带通滤波器相乘器相乘器低通滤波器低通滤波器抽样判决器Cos1tCos2t12抽样脉冲输出输入3. 输入的信号为：S（t）=n*g(t-nTs)cos1t+n*g(t-nTs)cos1t； n是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（1, 2）,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（cos1，cos2），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 2Figure 3 Figure 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。本实验对信号2FSK采用相干解调进行解调。对于2FSK系统的抗噪声性能，本实验采用同步检测法。设“1”符号对应载波频率f1，“0”符号对应载波频率f2。在原理图中采用两个带通滤波器来区分中心频率分别为f1和f2的信号。中心频率为f1的带通滤波器之允许中心频率为f1的信号频谱成分通过，滤除中心频率为f2的信号频谱成分。 接收端上下支路两个带通滤波器的输出波形中H1,H2。在H1,H2波形中在分别含有噪声n1,n2，其分别为高斯白噪声ni经过上下两个带通滤波器的输出噪声窄带高斯噪声，其均值同为0，方差同为(n)2,只是中心频率不同而已。 其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。判决规制应与调制规制相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接收时上支路的抽样较大，应判为“1”，反之则判为“0”。 在（0，Ts）时间内发送“1”符号（对应1），则上下支路两个带通滤波器输出波形H1,H2。H1,H2分别经过相干解调（相乘低通）后，送入抽样判决器进行判决。比较的两路输入波形分别为上支路st1=a+n1,下支路st2=n2，其中a为信号成分；n1和n2均为低通型高斯噪声，其均值为零，方差为（n）2。当st1的抽样值st1(i)小于st2的抽样值st2(i),判决器输出“0”符号，造成将“1”判为“0”的错误。