1、 二一二二一三學年第二學期電子信息工程系課程設計計劃書班 級： 課程名稱： 學時學分： 姓 名： 學 號： 指導教師： 二一三年六月一日一、課程設計目的：通過課程設計，鞏固已經學過的有關數字調制系統的知識，加深對知識的理解和應用，學會應用Matlab Simulink 或SystemView等工具對通信系統進行仿真。二、課程設計時間安排：課程設計時間為第一周。首先查找資料，掌握系統原理，熟悉仿真軟件，然后編寫程序或構建仿真結構模型，最后調試運行并分析仿真結果。三、課程設計內容及要求：1 設計任務與要求 1.1 設計要求（1） 學習使用計算機建立通信系統仿真模型的基本方法及基本技能，學會利用仿真

2、的手段對于實用通訊系統的基本理論、基本算法進行實際驗證；（2） 學習現有流行通信系統仿真軟件MATLAB7.0的基本實用方法，學會使用這軟件解決實際系統出現的問題；（3） 通過系統仿真加深對通信課程理論的理解，拓展知識面，激發學習和研究的興趣；（4） 用MATLAB7.0設計一種2FSK數字調制解調系統；1.2設計任務 根據課程設計的設計題目實現某種數字傳輸系統，具體要求如下；（1） 信源：產生二進制隨機比特流，數字基帶信號采用單極性數字信號、矩形波數字基帶信號波形；（2） 調制：采用二進制頻移鍵控（2FSK）對數字基帶信號進行調制，使用鍵控法產生2FSK信號；（3） 信道：屬于加性高斯信道；

3、（4） 解調：采用相干解調；（5） 性能分析：仿真出該數字傳輸系統的性能指標，即該系統的誤碼率，并畫出SNR（信噪比）和誤碼率的曲線圖；2 方案設計與論證頻移鍵控是利用載波的頻率來傳遞數字信號，在2FSK中，載波的頻率隨著二進制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化，頻移鍵控是利用載波的頻移變化來傳遞數字信息的。在2FSK中，載波的頻率隨基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化。故其表達式為：典型波形如下圖所示。由圖可見。2FSK信號可以看作兩個不同載頻的ASK信號的疊加。因此2FSK信號的時域表達式又可以寫成：2.1 2FSK數字系統的調制原理2FSK調制就是使用兩個不同的頻率的載波信號來傳輸一個

4、二進制信息序列。可以用二進制“1”來對應于載頻f1，而“0”用來對應于另一相載頻w2的已調波形，而這個可以用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立的頻率源w1、f2進行選擇通。如下原理圖：2.2 2FSK的解調方式2FSK的解調方式有兩種:相干解調方式和非相干解調方式.下面我們將詳細的介紹:2.2.1 非相干解調經過調制后的2FSK數字信號通過兩個頻率不同的帶通濾波器f1、f2濾出不需要的信號，然后再將這兩種經過濾波的信號分別通過包絡檢波器檢波，最后將兩種信號同時輸入到抽樣判決器同時外加抽樣脈沖，最后解調出來的信號就是調制前的輸入信號。其原理圖如下圖所示：2.2.2 相干解調根據已調信號

5、由兩個載波f1、f2調制而成，則先用兩個分別對f1、f2帶通的濾波器對已調信號進行濾波，然后再分別將濾波后的信號與相應的載波f1、f2相乘進行相干解調，再分別低通濾波、用抽樣信號進行抽樣判決器即可。原理圖如下：本次課設中采用鍵控法產生2FSK調制信號，在接收端采用相干解調法解調。四、系統仿真詳細設計：系統設計全貌1 2FSK調制信號的產生 上邊左圖為2FSK信號鍵控法產生原理圖，右圖是貝努力基帶數字信號參數設置截圖，可以看出基帶信號頻率為200Hz，這些參數將在后面設計濾波器時應用到。載波f1和載波f2參數設計如下，可以看出頻率分別為1000Hz和3000Hz：兩種載波信號和基帶數字信號波形如

6、下圖，2 2FSK調制信號與加性高斯噪聲的疊加 上邊左圖為2FSK調制信號與加性高斯噪聲的疊加設計圖，右圖為加性高斯噪聲參數設置圖下圖為2FSK調制信號、加性高斯噪聲信號和疊加后信號波形圖：3 解調模塊帶通濾波器的設計 基帶數字信號取樣周期是0.005S，頻率為200Hz，則其帶寬是400Hz，濾波器的是根據載波中心頻率和基帶信號帶寬設計的，上圖為對對應于載波f1的帶通濾波器，Fc1為帶通起始頻率，Fc2為截至頻率。下圖為對對應于載波f2的帶通濾波器設計：經過帶通濾波器出來的波形如下圖所示：4 解調模塊相乘器的設計相乘器的設計，實則為一乘法器，將帶通濾波器出來的信號與本地載波相乘，具體設計如下

7、圖： 5 解調模塊低通濾波器的設計此處兩個低通濾波器的設置參數一致，具體的如下圖： 經過低通濾波器濾波后出來的信號波形如下圖：6 解調模快抽樣判決和眼圖誤碼率分析的設計具體的設計如下：抽樣判決模塊采用Relational Operator模塊，后接一延時模塊，出來的信號分別進行眼圖分析和誤碼率分析，下面具體介紹和兩個部分。眼圖分析部分，采用升余弦滾降接受濾波器，濾波后進入眼圖分析，二者參數設置如下：眼圖波形如下圖：解調出來的波形與信源波形比較如下圖：誤碼率分析模塊顯示誤碼率為0.04478，這個值在合理的范圍里，說明該系統工作正常。五、課設心得：在這次課程設計過程中，我獲益匪淺。通過這個實驗，

8、讓我清楚地了解和掌握了Simulink的功能，實現了所學2FSK調制解調的仿真，對2FSK的原理更加熟悉了，并鞏固了數字調制系統的相關知識點。體會到理論和實際是有好大不同的，實踐離不開理論，理論只有應用于實踐才能發揮其作用。學過的東西，只有自己實際去做了才能更熟悉，才能對其本質更了解。在將理論用各種方法實現的同時，我們也在不斷的搜集資料，不斷的學習，獲得更多的相關知識。在對MATLAB的應用中和學習別人的程序時，我體會到MATLAB的功能之強大，應用之廣泛，任何一件作品都是沒有最好，只有更好，但是無論通過怎樣的途徑，我們都能表達出理論的成果。因此對其產生了更大的興趣，很有感覺。總之這次課程設計使我收獲甚大。六、參考書目：1 劉樹棠譯. 現代通信系統-使用Matlab. 西安: 西安交通大學出版社, 2001.2 李建新等編著. 現代通信系統分析與仿真-Matlab通信工具箱. 西安: 西安電子科技大學出版社, 2001.3 李賀冰等編. Simulink通信仿真教程. 北京: 國防