二进制数字频带传输系统设计——2fsk系统(编辑修改稿)

二进制数字频带传输系统设计——2fsk系统(编辑修改稿)内容摘要：

； ； ； ；。 根据 2FSK 的原理图进行 SystemView 的设计与制作，首先通过学习这款软件来掌握基础操作知识和技能，然后在进行具体的设计与制作。 如图 31 和图 32 分别表示 2FSK 键控调制与相干解调和 2FSK 模拟调制与非相干解调原理图。 武汉理工大学《专业课程设计 3（通信原理）》课程设计说明书 5 图 31 2FSK 模拟调制与相干解调 图 32 2FSK 模拟调制与非相干解调 基于 simulink 的 2FSK 信号系统仿真设计 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 是 MATLAB 中的一种可视化仿真工具， 是一种基于 MATLAB 的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个 软件包 ，被广泛应用于 线性系统 、非线性系统、数字控制及数字信号处理 的建模和仿真中。 Simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。 为了创建动态系统模型， Simulink 提供了一个建立模型方块图的图形用户接口 (GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink 的特点： ； 编辑器 来组合和管理直观的模块图； ，实现对复杂设计 的管理； 武汉理工大学《专业课程设计 3（通信原理）》课程设计说明书 6 Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码； API 用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成； ，根据仿真模式 (Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译 C 代码的形式来运行模型； ，诊断设计的性能和异常行为； 交互式的图形 编辑器 来组合和管理直观的模块图； MATLAB 从而对结果进行分析与可视化，定 制建模环境，定义信号参数和测试数据模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误。 根据 2FSK 系统原理结合 Simulink 的学习设计并制作了如下图 33 和图 34 的 2FSK模拟调制与相干解调和 2FSK 模拟调制与非相干解调原理图。 图 33 2FSK 模拟调制与相干解调 图 34 2FSK 模拟调制与非相干解调 武汉理工大学《专业课程设计 3（通信原理）》课程设计说明书 7 基于 m 语言的 2FSK 信号系统仿真设计 用 rand 函数模拟二进制信号源， ellipord 和 ellip 函数求得椭圆低通滤波器阶数，filter 函数实现滤波功能， plot 函数绘图， eyediagram 函数绘制眼图， simbasebandex函数用于误码率的计算。 同时 m 文件的可编译性使得程序的调试，特别是低通滤波器的参数设置（程序中的 fp， fs 以及 Fs）十分方便。 4 模型组成模块功能描述（或程序注释） 基于 SystemView 的 2FSK信号系统仿真设计模块的功能描述 2FSK 的调制与相干解调 图 41 为 2FSK 的调制模块，采用键控法产生 2FSK 调制信号。 随机比特流的频率为100Hz，信号源 1 的频率为 1000Hz，信号源 2 的频率为 2020Hz。 图 42 为 2FSK 的相干解 调与滤波模块，带通滤波器的值分别设为 700Hz—— 1300Hz，1700Hz—— 2200Hz；低通滤波器的值都为 100Hz； 图 43 为 2FSK 的抽样比较模块，抽样判决器的抽样频率为 1000Hz,比较器的值设为 a小于等于 b. 图 41 调制模块 图 42 相干解调与滤波模块 武汉理工大学《专业课程设计 3（通信原理）》课程设计说明书 8 图 43 抽样与判决模块 2FSK 的调制与非相干解调 调制部分与上面相同，都是采用键控法产生 2FSK 调制信号，解调过程 不同，这是采用非相干解调，如图 44 所示。 图 44 非相干解调 过程中依然有带通滤波、低通滤波、抽样判决的过程，与相干解调相似，具体数据也大部分相同，但是这里的判决条件是 a 大于等于 b。 基于 simulink 的 2FSK信号系统仿真设计模块的功能描述 2FSK 的调制与相干解调 图 45 为系统调制模块。 实验中通过模拟调制产生 2FSK 调制信号。 随机比特流的频率为 100Hz，信号源 1 的频率为 1000Hz，信号源 2 的频率为 2020Hz。 武汉理工大学《专业课程设计 3（通信原理）》课程设计说明书 9 图 46 为系统信道模块。 实验中的信道为加了加性高斯白噪声的 信道。 图 47 为相干解调模块。 实验中带通滤波器的值分别设为 800Hz—— 1200Hz， 1800Hz—— 2200Hz；低通滤波器的值都为 100Hz；抽样判决器的抽样频率为 100Hz。 图 48 为误码率计算模块。 评估系统设计的好坏。 图 45 系统调制模块 图 46 系统信道模块 图 47 系统相干解调模块 图 48 误码率计算模块 2FSK 的调制与非相干解调 2FSK 调制与非相干解 调过程的信号调制模与信道模块以及误码率计算模块与 2FSK 调制与相干解调过程的一样，不同之处在于解调模块，如图 49 所示， 带通滤波器低通滤波器及抽样判决器的参数值与相干解调一样， Abs 为全波整流器。 武汉理工大学《专业课程设计 3（通信原理）》课程设计说明书 10 图 49 非相干解调 基于 m 语言的 2FSK 信号系统仿真设计的程序注释 F。