基于simulink的2FSK的调制与解调

通信工程专业《专业综合课程设计》题目基于Simulink的2FSK的调制与解调学生姓名魏冰学号1113024085所在院(系)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1月16日通信工程专业课程设计任务书院(系)物理与电信工程学院专业班级通信工程专业1101班学生姓名魏冰一、课程设计题目基于simulink的2FSK的调制与解调二、课程设计工作自2014年12月22日起至2015年1月16日止三、课程设计进行地点:物理与电信工程学院实验室四、课程设计的内容要求：1.熟悉MATLAB的simulink仿真界面，使用仿真调制和解调信号。2.利用所学原理，使用任意一种方法完成2FSK信号的调制与解调仿真。3.在仿真的理想信道中加入噪声，并加入误码率进行计算。4.撰写报告。指导教师系(教研室)通信工程系接受任务开始执行日期2015年1月16日学生签名基于simulink的2FSK的数字信号解调魏冰（陕西理工学院物理与电信工程学院通信1103班指导老师：魏瑞）【摘要】在通信工程领域中，实现调频波解调的方法有很多，锁相环是一种非常重要的技术。锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来实现鉴频，具有工作稳定，失真小，信噪比高等优点，所以被广泛用在通信电路系统中。锁相环其原理是通过鉴相检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压，对振荡器输出信号的频率实施控制。在本次试验中，FSK的解调利用了锁相环法，其功能为数字基带信号经过调制输出一个模拟信号，然后用锁相环进行解调，最后采用Multisim软件进行仿真。在对2FSK解调时，低通滤波器输出的波形失真比较大，不过最后经过抽样判决电路整形后可以再生数字基带脉冲。在整个电路设计中，力求要做到电路简单，并完成任务书提到的要求。[关键词]通信解调2FSKAbstract(ShaanxiUniversityofTechnologyCommunication1103classWeiBing）Inthefieldofcommunication，therearemanywaystorealizefrequencywavedemodulation,andPLLfrequencywhichhastheadvantagesofstableoperation,smalldistortion,highsignal-to-noiseratioandsoonisachievedbyusingmodernPLLfrequencytechnology,soitiswidelyusedincommunicationcircuitsystem.Phase-lockedloopthroughthedifferenceofthephasedetectionofinputsignalandtheoutputsignalphase,andthedetectedphasedifferencesignalintooutputvoltagesignal,thesignalthroughalowpassfilter.Aftertheformationofthevoltagecontroloscillator,theoutputsignaloftheoscillatorfrequencycontrol.Inthisexperiment,it’sonthebasisoftheabove,themodulationanddemodulationcircuit2FSKwhichfunctionisadigitalbasebandsignalismodulatedbyananalogsignalandoutputweredesigned,andthenuseingthePLLdemodulation,finallyusingMultisimsoftwaresimulation.Inthe2FSKdemodulation,theoutputofthelowpassfilterwaveformdistortionisrelativelylarge,butfinallyitcanregeneratedigitalbasebandpulsesamplingdecisioncircuitaftershaping.Inthecircuitdesign,andstrivetodoasimplecircuit,andcompletethetaskbookmentionedrequirements.Keywords：communicate;modulate；2FSK目录第一章绪论......................................................51.1MATLAB/Simulink的简介.....................................61.2通信技术的历史和发展......................................71.2.1通信的概念..........................................71.2.2通信的发展史简介.....................................91.3通信技术的发展现状和趋势.................................10第二章数字频带传输系统.........................................102.1二进制移频键控(2FSK)...................................112.22FSK信号的功率谱密度....................................14第三章调制与解调仿真...........................................163.12FSK的调制与解调仿真....................................163.1.1调制仿真...........................................163.1.2解调仿真...........................................203.2系统误码率..............................................23结束语..........................................................24参考文献........................................................25第一章绪论1.1MATLAB/Simulink的简介美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“MatrixLaboratory”（缩写为Matlab）这就是Matlab最早的雏形。开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。从Matlab诞生开始，由于其高度的集成性及应用的方便性，在高校中受到了极大的欢迎。由于它使用方便，能非常快的实现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的支持，经过一代代人的努力，目前已发展到了7.X版本。Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。可以毫不夸张的说，哪怕是你真正理解了一个工具箱，那么就是理解了一门非常重要的科学知识。科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识，这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。另外，,Matlab和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了Matlab的应用潜力。可以说，Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。确切的说，Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。系统还可以使多种采样频率的系统，而且系统可以是多进程的。Simulink工作环境进过几年的发展，已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。在Simulink环境中，它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便，故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模，并可直接进行系统的仿真，快速的得到仿真结果。它的主要特点在于：1、建模方便、快捷；2、易于进行模型分析；3、优越的仿真性能。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。Simulink模块库（或函数库）包含有Sinks（输出方式）、Sources（输入源）、Linear（线性环节）、Nonlinear（非线性环节）、Connection（连接与接口）和Extra（其他环节）等具有不同功能或函数运算的Simulink库模块（或库函数），而且每个子模型库中包含有相应的功能模块，用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。用Simulink创建的模型可以具有递阶结构，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看其下一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细节，帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后，用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便，而命令行方式对于运行仿真的批处理非常有用。采用Scope模块和其他的显示模块，可以在仿真进行的同时就可立即观看到仿真结果，若改变模块的参数并再次运行即可观察到相应的结果，这适用于因果关系的问题研究。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。模型分析工具包括线性化和整理工具，MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。但是Simulink不能脱离MATLAB而独立工作。，1.2通信技术的历史和发展1.2.1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。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息(Message)。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号（Signal）是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息(Information)。消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大