基于MATLAB的2FSK调制及仿真

华东交通大学现代通信仿真技术大作业

报告题目：基于Matlab的2FSK调制与仿真

作者姓名：

专业班级：2011级通信工程

学号：

指导老师：

时间：2013~2014学年第一学期

基于MATLAB的2FSK调制及仿真

摘要

现代通信仿真技术是对设计的通信系统进行模拟仿真的一门科学技术，以提升系统的可用性。通信系统是用于完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统分为无线通信和有线通信，它在各个领域发挥越来越重要的作用。MATLAB和System viewv Simulink是实现通信仿真的重要技术手段。

MATLAB是商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。利用它们可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合通信系统和各种多速率系统，也可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。它是一个强有力的动态系统分析工具，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析。

System View是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具，它实现了功能的软件化，避开了复杂的硬件搭建，在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真本文利用System view软件设计模拟调制和解调电路，通过分析其输入输出波形验证所设计电路的正确性。

本文通过分别用Matlab、Simulink、System view设计2FSK调制与解调的仿真，深入了解数字频率调制2FSK的基本原理，掌握用现代通信仿真技术对解调与调制的实现，深刻理解Matlab、Simulink以及System view软件的使用方法和设计方法。

目录

摘要 (1)

一、数字调制2FSK原理 (3)

1、数字调制2FSK原理 (3)

2、数字调制2FSK的解调方法 (4)

二、Simulink实现2FSK调制 (5)

1、仿真原理图 (5)

2、参数设置和仿真结果 (5)

三、用System view 实现2FSK调制与解调统通 (6)

1、调制原理与解调原理 (6)

2、仿真图与结果 (7)

四、用Matlab程序实现2FSK的调制 (9)

1、详细设计过程 (9)

2、程序源代码 (9)

3、仿真结果图 (11)

五、总结 (12)

一、数字调制2FSK 原理

1、数字调制

2FSK 原理 数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。

数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控

制载波的频率。2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频

f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完

成的。

其表达式为：

{)

cos()cos(212)(n n t A t A FSK t e ϕωθω++=

典型波形如下图所示。由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的

ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成：

)

cos()]([)cos(])([)(2_12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ϕωθω+-++-=∑∑

1011001t

ak

s 1(t)cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t+θn )cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn)2FSK 信号t

t

t

t

t

t

数字调制2FSK原理框图

2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图：

2、数字调制2FSK的解调原理

2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可其原理如下：

二、Simulink实现2FSK调制

1、仿真原理图

2FSK调制仿真系统原理图

2、参数设置和仿真结果

本设计产生2FSK信号的方法采用的是键控法。

正弦波发生器0正弦波发生器1

开关设置：示波器设置：

仿真结果图如下：

分析：图中第4个波形为2FSK信号波形，本次设计产生2FSK 波形的方法为键控法，所以其产生的波形相邻码元之间的相位不连续，由图中可以看出，低频代表码元“1”，高频代表码元“0”。

三、用System view 实现2FSK调制与解调统通

1、调制原理与解调原理图

FSK是用数字基带信号去调制载波的频率。因为数字信号的电平是离散的，所以，载波频率的变化也是离散的。在本实验中，二进制基带信号是用正负电平表示。对于2FSK，载波频率随着调制信号1或-1而变，1对应于载波频率F1，-1对应于载频F2。

（1）调制部分：用数字信号去调制载波的频率。且2FSK可以看作是两个不同载频的ASK已调信号之和。原理框图：

基带信号S fsk(t) S fsk(t)

2

（2）解调部分：2FSK信号可看成是两个载频不同的ASK信号，有相干和非相干两种解调方式。这里采用相干方式。（LP指低通滤波器）

原理框图

S

2

2、仿真图与结果用Systemview软件建立仿真电路如下：