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1、课程设计数字原理课程设计报告班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 电子与信息工程学院信息与通信工程系课程设计评分标准评分项目得分报告书写及格式具有题目、摘要、目录、正文、参考文献（5分）正文格式，图、表、参考文献引用等对的，排版美观（5分）基础原理报告中是否体现被仿真系统的原理以及原理框图（5分）仿真目的，仿真方法，仿真结果的意义表述清楚（5分）M文献仿真做出信源，调制信号，解调信号波形（10分）仿真参量丰富（如对频谱，信噪比，误码率等的分析），仿真波形直观。（10分）Simulink仿真是否实现设计功能，各个模块的设计参数是否清楚（10分）框图直观，有对不同参数条件下的仿真对比
2、及结论（10分）仿真参量丰富（如对频谱，信噪比，误码率等的分析），仿真波形直观。（10分）答 辩是否存在抄袭（10分）对所仿真系统原理的提问回答情况（10分）对仿真过程提问的回答情况（10分）总分摘 要 本文重要是运用MATLAB7.0来实现2FSK数字调制系统解调器的设计。该设计模块包含信源调制、发送滤波器模块、信道、接受滤波器模块、解调以及信宿，并未各个模块进行相应的参数设立。在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作，最后通过观测仿真图形进行波形分析及系统的性能评价。关键词：2FSK MATLAB 调制解调目 录引 言11. 背景知识介绍21.2MATLBE介绍42. 2FSK的调制与解调原
3、理62.1 2FSK的产生62.2 2FSK滤波器的解调和抗噪声性能93仿真系统模型设计123.1仿真思绪123.2仿真结果123.3 Simulink仿真模型图153.4结果分析183.4.1Matlab仿真结果分析183.4.2 simulink仿真结果分析193.5心得体会194参考文献21附录1 MATLAB仿真程序22引 言2FSK信号的产生方法重要有两种：一种是调频法，一种是开关法。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元之
4、间的相位不一定是连续的。本设计采用后者-开关法。2FSK信号的接受也分为相干和非相干接受两种，非相干接受方法不止一种，它们都不运用信号的相位信息。故本设计采用相干解调法。1.背景知识介绍 1.1通信介绍通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和互换消息。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。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）后才干在通信系统中传输。所以，信号是传输消息的手段，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
5、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。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，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息克制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息，并且尚有储存、
6、解决、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和，涉及信息源、发送设备、信道、接受设备和信宿(受信者) ，它的一般模型如图1所示。 图1 通信系统一般模型通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。数字通信系统是运用数字信号来传递消息的通信系统，其模型如图2所示， 图2 数字通信系统模型模拟通信系统是运用模拟信号来传递消息的通信系统，其模型如图3所示。 图3 模拟通信系统模型数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的规定。
7、近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统的主流。 在当前飞速发展的信息时代，随着数字通信技术计算机技术的发展，以及通信网络与计算机网络的互相融合，信息技术已成为21世纪社会国际化的强大动力。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才干产生运用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，发明巨大的经济效益。而信息的传播和交流，是依靠各种通信方式和技术来实现的。学习和掌握现代通信理论和技术是信息社会每一位成员，特别是未来通信工作着的迫切规定。1.2MATLBE介绍在70年代中期，Cleve Moler博士和其
8、同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库.EISPACK是特性值求解的FOETRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库.在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。到70年代后期,身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler，在给学生讲授线性代数课程时。想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间。于是他开始自己动手,运用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序，Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB，该名为矩阵(mat
9、rix)和实验室(labotatory)两个英文单词的前三个字母的组合。在以后的数年里，MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用。并作为面向大众的免费软件广为流传。1983年春天，Cleve Moler到Standford大学讲学，MATLAB深深地吸引了工程师John Little.John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景。同年，他和Cleve Moler,Steve Bangert一起用C语言开发了第二代专业版。这一代的MATLAB语言同时具有了数值计算和数据图示化的功能。1984年，Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司
10、，正式把MATLAB推向市场，并继续进行MATLAB的研究和开发。在当今30多个数学类科技应用软件中，就软件数学解决的原始内核而言，可分为两大类.一类是数值计算型软件，如MATLAB、Xmath、Gauss等,这类软件长于数值计算对解决大批数据效率高；另一类是数学分析型软件Mathematica、Maple等。这类软件以符号计算见长，能给出解析解和任意精确解，其缺陷是解决大量数据时效率较低。MathWorks公司顺应多功能需求之潮流，在其卓越数值计算和图示能力的基础上，又率先在专业水平上开拓了其符号计算文字解决，可视化建模和实时控制能力，开发了适合多学科、多部门规定的新一代科技应用软件MATL
11、AB。通过数年的国际竞争，MATLAB以经占 据了数值软件市场的主导地位。在MATLAB进入市场前，国际上的许多软件包都是直接以FORTRANC语言等编程语言开发的。这种软件的缺陷是使用面窄，接口简陋，程序结构不开放以及没有标准的基库，很难适应各学科的最新发展，因而很难推广。MATLAB的出现，为各国科学家开发学科软件提供了新的基础。在MATLAB问世不久的80年代中期，原先控制领域里的一些软件包纷纷被淘汰或在MATLAB上重建。时至今日，通过MathWorks公司的不断完善，MATLAB已经发展成为适合多学科，多种工作平台的功能强大大大型软件。在国外，MATLAB已经经受了数年考验。在欧美等
12、高校，MATLAB已经成为线性代数，自动控制理论，数理记录，数字信号解决，时间序列分析，动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生，硕士生，博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门，MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。在国内，特别是工程界，MATLAB一定会盛行起来。可以说，无论你从事工程方面的哪个学科，都能在MATLAB里找到合适的功能。2. 2FSK的调制与解调原理 二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率f1和f2，f1相应数字信息“1”
13、，f2相应数字信息“0”。二进制数字信息及已调载波如图4所示。图4 2FSK信号 2.1 2FSK的产生在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的，这种信号称为不连续2FSK信号。相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生，如图5所示： 振荡器1 c 选通开关 e a基带信号 反相器 b 相加器 g 振荡器2 d 选通开关 f 图5 2FSK调制器两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号。二进制信号通过两个选通开关电路，控制其中的一个载波通过。调制器各点波形如图6所示： 图6 2FSK调制器各点波形由图6可知，波形g是波形e和f的叠加。所以，二进制频率调制信号2FSK可以当作是两个载波频率分别为f1和f2的2ASK信号的和。由于“1”、“0”记录独立，因此，2FSK信号功率谱密度等于这两个2ASK信号功率谱密度之和，即 （2-1）2FSK信号的功率谱如图7所示： 图7、2FSK信号的功率谱由图7看出，2FSK信号的功率谱既有连续谱又有离散谱，离散谱位于两个载波频率f1和f2处，连续谱分布在f1和f2附近，若取功率谱第一个零点以内的成分计算带宽，显然2FSK信号的带宽为 （2-2）为了节约频带，同时也能区分f1和f2，通常取，因此2FSK信号的带宽为 （2-3）当时，图2-4中2FSK的功率谱由双峰变成单峰，此时带宽为
