FSK水声通信系统仿真
FSK通信系统调制解调综合实验电路设计 仿真报告
学生实验报告书实验课程名称通信系统原理开课学院信息工程学院指导教师姓名学生姓名学生专业班级2015-- 2016学年第 1 学期实验教学管理基本规范实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。
为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照执行或暂不执行。
2、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。
3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。
每部分均在实验成绩中占一定比例。
各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。
各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。
4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。
教师要在实验过程中抽查学生预习情况，在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。
5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。
在完成所有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。
6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。
实验课程名称：__通信系统原理__________图3-2 2FSK调制器各点的时间波形本次综合设计实验调制部分正是采用此方法设计的。
整个调制系统包括：载波振荡器、分频器、反相器、调制器与加法器等单元电路组成。
）信号常用解调方法有很多种，在设计中利用过零检测法。
过零检测法是利用信号波形在单位时间内与零电平轴交叉的次数来测定信号频率。
解调系所示电路：图4-3 分频器电原理图分频电路输出信号波形如图4-4所示：波形变换电路设计与工作原理为使载波的波形是正弦波，需将分频器输出的方波转换成正弦波。
基于SystemView的FSK通信系统仿真及研究
基￣Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍＶ ｉ ｅ ｗ的 Ｆ Ｓ Ｋ 通信 系统 仿 真及 研 究
Ｔ ｈｅ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ＦＳ Ｋ Ｃｏ ｍ ｍ ｕｎｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ Ｖｉ ｅ ｗ
Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍＶｉ ｅ ｗ进 行 系统 仿 真 的 可 行 性 与 实用 性 。
【 关 键 词 】Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍＶ ｉ ｅ ｗ；键 控 法 ；过零 检 测法 ；Ｆ Ｓ Ｋ；仿 真
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃｔ ： Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｖｉ ｅ ｗ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｉｏ ｔ ｎ ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ，ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｈｅ ｔ ｒｅ ｆ ｑｕ ｅ ｎｃ ｙ ｓ ｈｉ ｆ ｔ ｋｅ ｙ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｍ ｍｕｎ ｉ ｃ ａ ｉｏｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｍｏ ｄｅ ｌ ，ｓ ｅ ｔ ｉ ｔ ｓ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ａ ｄ ｄ ｎｏ ｉ ｓ ｅ ｓ ｏｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｍｏ ｄｕ ｌｅ ｔ Ｏ ｉ ｍｉ ｔ ａ ｔ ｅ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｓ ｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｎ ｎｅ １ ． Ｍｏ ｄｕ ｌａ ｉ ｔ ｏｎ ｓ ｅ ｃ ｉ ｔ ｏｎ ｕｓ ｅ ｓ ｋ ｅ ｙ ｉ ｎｇ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ｔ Ｏ ｇ ｅ ｎｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｈｅ ｔ ｒｅ ｆ ｑｕ ｅ ｎｃ ｙ ｓ ｉｆ ｈ ｔ ｋｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌ ，Ｄ ｅ ａ ｍｏｄ ｌａ ｕ ｉ ｏｎ ｓ ｅ ｃ ｉ ｔ ｏｎ ｕｓ ｅ ｓ ｚ ｅ ｒ ｏ — ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ｎｇ ｉ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｉ ｔ ｏｎ ｍｅ ｈ ｏｄ ｔ ｔ ｏ ｅｔ ｇ ｐｓ ｅ ｕ ｄｏ — ｒ ｎ ｄｏ ａ ｍ ｓ ｅ ｑｕ ｅ ｎｃ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｉｏ ｔ ｎ ｉ ｎ ｄｉ ｃ ａ ｔ ｅｓ ｈａ ｔ ｔ ｗｉ ｔ ｈ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍＶｉ ｅ ｗ ｉ ｔ ’ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｉ ｔ ｖｅ ｔ Ｏ ｅｔ ｇ ｈｅ ｔ ｏｕ ￣ｕ ｔ ｏｆ ｔ ｈｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｇ ｄ ａ ｎ ｄ ｒ ｅｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ｓ ｈａ ｔ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｉｏｎ ｔ ｗｉ ｔ ｈ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍＶｉ ｅ ｗ ｉ ｓ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ｎｄ ａ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｉｖ ｔ ｅ
FSK的仿真
e)
得到解调出来的波形。
MATLAB仿真结果
低通滤波之后的波形
抽样判决波形与基带信号对比
n n
其中 g (t )是脉宽为 Ts 的矩形脉冲表示的NRZ数字基 带信号。 0 ,概率1P 0,概率P n 1，概率 P n 1，概率1P 其中，an 为 an的反码.
a
a
2FSK信号的解调
2FSK信号的接收方法很多,如 鉴频器法 相干法、包 络检波法、过零检测法等。 相干解调法：相干解调在2FSK信号相干解调中，是 将接收信号f(t)与两个可能接收的载波信号作相关。
典型的FSK信号图
频率：f1
频率：f2
FSK的应用
在数字化时代，电脑通信在数据线路（电话线、
网络电缆、光纤或者无线媒介）上进行传输，就是用
FSK调制信号进行的，即把二进制数据转换成FSK 信号传输，反过来又将接收到的FSK信号解调成二 进制数据，并将其转换为用高、低电平所表示的二进 制语言，这是计算机能够直接识别的语言。
低通 f(t)
cosw1t
抽样 判决 低通
s（t）cosw2t来自信 号 调 制 流 程
FSK
产生二进制随机序列作为基带信号st1 将二进制随机序列取反作为基带信号st2 产生两个幅值相等、频率（f1、f2）不 同的载波信号s1和s2。
将基带信号加入载波进行调制 T1=st1.*f1, T2=st2.*f2
FSK的仿真
基于MATLAB的FSK仿真
FSK的基本 概念
FSK:（Frequency-shift keying）-频移键控是利用
载波的频率变化来传递数字信息，是一种数字调制
技术。
FSK调制与解调系统的仿真与分析
FSK调制与解调系统的仿真与分析
FSK（Frequency Shift Keying，频率移键）调制与解调系统是一种常用的数字调制与解调技术，用于将数字信号转换为调制信号，并通过解调器还原出原始信号。
FSK调制与解调系统在无线通信、数据传输等领域具有广泛的应用。
在进行FSK调制与解调系统的仿真与分析时，可以采用MATLAB等软件工具进行模拟实验。
首先，在进行FSK调制时，需要设置载波频率和比特率，并生成数字信息序列。
然后，根据数字信息序列和载波频率，生成对应的调制信号。
调制信号可以通过频谱分析等方法进行分析和评估。
在进行FSK解调时，可以通过对接收到的调制信号进行采样，并使用FFT等方法进行频谱分析，以判断接收到的信号所对应的频率。
接下来，根据接收信号的频率和预先设定的比特率，还原出原始的数字信息序列。
通过比对原始和解调后的数字信息序列，可以评估解调的准确性和误码率等性能指标。
在FSK调制与解调系统的仿真与分析中，需要考虑到多种因素，如信噪比、调制索引、窗函数的选择等。
通过改变这些参数，可以评估FSK系统在不同条件下的性能表现，从而优化系统设计和参数选择。
总之，FSK调制与解调系统的仿真与分析是研究和优化数字调制技术的关键环节，通过合理的模拟实验和性能评估，可以提高FSK系统的可靠性和性能，并应用到实际的通信和数据传输中。
仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术
仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术一(数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，所以本文主要讨论二进制的调制与解调，最后简单讨论一下多进制调制中的MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。
最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)。
下面是这几种调制方式以及其改进调制方式的相关原理。
1.二进制幅度键控(2-ASK)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。
载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。
那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。
2-ASK信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。
2 .二进制频移键控(2-FSK)频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。
对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。
2-FSK功率谱密度的特点如下:(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位置;(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。
若两个载频之差|f1 -f2|?fs，则出现单峰。
3.二进制相移键控(2-PSK)在相移键控中，载波相位受数字基带信号的控制，如在二进制基带信号中为0时，载波相位为0或π，为1时载波相位为π或0。
FSK水声通信系统仿真
水声通信FSK 调制系统性能仿真钟方盛 石亦敏 张杰峰一．仿真要求仿真一下单发单收、FSK 调制下的水下通信系统性能。
中心频率有两个：21~27KHz ，带宽6KHz ；55~65KHz ，带宽10KHz ；信道：AWGN 及单径Rayleigh 衰落；通信距离1Km 、8Km ；通信速率：未定（通过仿真确定）；给出BER vs SNR 的曲线；其他可以认为是理想的；二．带宽、码元速率和频率间隔分析带宽W ；波特率s R ；一共有N M 2=个频率点M f f f ,...,,21，相邻频率间隔1--=∆i i f f f 。
1.基带信号带宽B 和波特率s R2/)1(s R r B +=，)(log /2M R R b s =其中b R 是比特率，r 为滚降因子。
取r =1，则基带系统所需带宽s R B =2.带宽W 与波特率s R 、频率间隔f ∆s R f M B f M W 2)1(2)1(+∆-=+∆-=3.频率点M i f i ,...,2,1,=设置频段为),(H L f f ，其中L f 为最小频率，H f 为最大频率，则中心频率为2/)(L H c f f f +=，带宽为L H f f W -=。
设波特率为s R ，那么相邻频率间隔为)1/()2(--=∆M R W f s 。
因此，可以设计频率点M i f i ,...,2,1,=的值为f M i f f c i ∆+-+=)21(。
三．信道建模和最佳接收1. 信道建模对于MFSK ，经过单径Rayleigh 衰落及AWGN 噪声，可以将信号建模成)()2sin()(t n t f A t x i i i ++=θπ，nT t T n <≤-)1(其中i A 服从参数为σ的瑞利分布，i θ服从)2,0[π的均匀分布，)(t n 高斯噪声，i f 是MFSK 调制中的频点。
由于若X 、Y 相互独立且都服从),0(σN ，那么22Y X Z +=服从参数为σ的瑞利分布。
时间反转水声通信系统的优化设计与仿真
时间反转水声通信系统的优化设计与仿真下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!水声通信系统是一种利用水域作为传输媒介进行信息传输的技术，其在海洋勘测、海洋科学研究、水下探测等领域具有广泛的应用价值。
2FSK水下通信仿真与硬件实现
2FSK水下通信仿真与硬件实现作者：杨钰莹厉夫兵孙郑平来源：《现代信息科技》2022年第05期摘要：水声通信系统用于在水下环境中完成信息的传输。
为了实现水下数据传输，文章设计一款2FSK水下通信系统，通过Simulink对该系统进行仿真，利用STM32搭建了基于2FSK的水下通信实验硬件平台，发送端STM32控制DDS模块生成2FSK信号，接收端电路完成2FSK信号的非相干解调。
在水池中进行了短距离的数据传输实验，实验结果表明，该通信系统能够实现数据的发射、传输、接收与恢复，具有易于嵌入、功耗低的特点，实验验证了该系统的可行性，能够实现水下数据传输任务。
关键词：水下通信实验系统;二进制频移键控;STM32;Simulink中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）05-0071-052FSK Underwater Communication Simulation and Hardware ImplementationYANG Yuying， LI Fubing， SUN Zhengping（School of Information and Communication Engineering， Beijing Information Science and Technology University， Beijing 100101， China）Abstract： Underwater acoustic communication system is used to complete information transmission in underwater environment. In order to realize underwater data transmission， this paper designs a 2FSK underwater communication system， simulates the system through Simulink， and uses STM32 to build a 2FSK-based underwater communication experiment hardware platform. Thetransmitter STM32 controls the DDS module to generate 2FSK signal， and the receiver circuit completes the incoherent demodulation of 2FSK signal. A short-distance data transmission experiment is carried out in water tank， the experimental results show that the communication system can realize data transmission， reception and recovery， and has the characteristics of easy embedding and low power consumption. The experiment verifies the feasibility of the system and can realize the task of underwater data transmission.Keywords： underwater communication experimental system; binary system frequency shift keying; STM32; Simulink0 引言随着我国海洋探索领域的逐漸扩大，实时获取深海监测数据并完成数据的传输在海洋资源探测、开采和生产中具有重要意义[1]，为此建设深海观测网络的需求不断增加。
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水声通信FSK调制系统性能仿真
钟方盛石亦敏张杰峰
一.仿真要求
仿真一下单发单收、FSK调制下得水下通信系统性能。
中心频率有两个:2１~27KHｚ,带宽6KHz；55～65KHz，带宽1０KHz;
信道:AＷGN及单径Rayleigh衰落;
通信距离１Ｋｍ、8Km;
通信速率:未定（通过仿真确定);
给出BER vｓSＮR 得曲线;
其她可以认为就是理想得；
二．带宽、码元速率与频率间隔分析
带宽;波特率；一共有个频率点,相邻频率间隔。
1、基带信号带宽与波特率
,
其中就是比特率,为滚降因子。
取＝1，则基带系统所需带宽
2、带宽与波特率、频率间隔
3、频率点设置
频段为,其中为最小频率,为最大频率,则中心频率为,带宽为。
设波特率为，那么相邻频率间隔为。
因此,可以设计频率点得值为。
三.信道建模与最佳接收
1、信道建模
对于ＭFSK,经过单径Ｒayｌeiｇｈ衰落及ＡＷＧN噪声,可以将信号建模成
,
其中服从参数为得瑞利分布,服从得均匀分布,高斯噪声,就是ＭFSK调制中得频点。
由于若X、Ｙ相互独立且都服从，那么服从参数为得瑞利分布。
因此,可以根据这个来设计瑞利分布。
2、最佳接收
经过理论推导，可以得到检测统计量,，对于都成立,则判为。
而这等价于都成立,这判为,其中
四．不同瑞利分布参数与速率下得BEＲ-SNＲ仿真曲线
注：
(1)以下曲线中,Ｘ坐标为ＳNＲ(ｄB),Y坐标为BER(误比特率,对数坐标)；不同颜色代表不同有效比特速率,即经过１／2卷积码信道编码。
(2)在比特速率与SＮR确定时，瑞利分布参数对BＥR有很大影响,越小信道越优良,误比特B ＥR越小。
因此为了折衷考虑,选择＝0、５来进行仿真。
1、中心频率２1～27KHz,带宽６KHz
(１)2ＦＳK，瑞利分布参数=０、5,
有效比特率为0、４、０、６、0、8、1、0、１、2kbps
(2)4FSK,瑞利分布参数=0、5,
有效比特率为0、8、1、2、１、6、2、０、2、４kbps
(注:在X轴范围内,未显示出来得曲线表示其Y值很小,在对数曲线显示不出来。
)
2、中心频率55~6５KHz,带宽1０KＨz
(1)2FSＫ,瑞利分布参数=0、５,
有效比特率为0、4、0、８、1、2、1、6、２、0ｋｂpｓ
(2)４FＳK,瑞利分布参数＝0、5，
有效比特率为0、8、１、６、２、4、３、2、４、0kbps
(注:在X轴范围内,未显示出来得曲线表示其对应点Y值很小,在对数曲线显示不出来。
)。