SimulinkFSK二进制解调与调制.doc

FSK二进制解调与调制 一、实验目的 1、利用MATLAB/Simulink进行通信实验系统仿真，熟悉Simulink的操作环境与模块应用。 2、实现FSK二进制解调与调制实验，对系统进行仿真与性能分析。 3、学习独立思考，设计实验，对实验原理有充分的理解。 二、实验原理 FSK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f2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f1、f2进行选择通。如下原理图： 2-FSK信号产生方法 系统中仿真模块的作用及主要参数的设置分析： 贝努力二进制序列产生器,用来产生调制二进制信号.要设置的参数两个,一个是Probability of a zero即二进制中”0”产生的概率,设置成0.5;另一个是Sample time即每秒发送多少个脉冲,这个值可以由仿真后的Scope中的数据与仿真时间相除得到，可以任意设置。这里设置成1/1800,即一秒发送1800个脉冲。 Channels模块（加入噪声） 作用是用模拟一个加性高斯白噪声信道。主要参数： Mode,有Eb/no、Es/no、SNR等几种选择，都是表示信道中噪声对信号的大小，这里设为Eb/no;b、Eb/no，大小不同，信道中噪声对信号的大小就不同，Eb/no越大信道中噪声对信号就越小，误码率就小，这个大小仿真后的scope 模块中看到,设为15. c、Symbol period,设成与二进制产生的速度一们，每秒1800，即1/1800。 Error rate Calculation模块（信号差错率） 用来计算接收到的信号的差错率，输出结果有三组，依次是差错率、已检到的错误比特数、统计的总比特数；主要参数：Receive delay表示接收信号的延迟时间，用来等待所有输入端信号的到达。在这里1s就够了，所以设为1；Output data,指的是输出端的形式，根据后面接的什么决定，由于此设计中接的是scope模块，所以设为Poet。 Scope模块（示波器） 作用是显示输出信号的结果。主要参数：Number of axes,表示坐标系的数目，由于有3个输入端，所以设为3。 Display模块 作用是显示输出信号的结果。主要参数：Format,用一来设置显示结果的格式，如：整数、科学计数，这里设为short_e。 Relational Operator模块（信号比较器） 作用是实现系统中的比较运算，比较二进序列产生器发出的信号与解调后的信号，若两个信号相同，则输出0，否则输出1。主要参数：relational operator设为~=。 Dlay模块 用来延迟。默认参数即可 。 Eye diagram scope模块(眼图观测) 用眼图的形式来观察输出信号。默认参数即可 。 FSK的的调制与解调过程的MATLAB仿真结果波形图及分析： “眼图”观测 评价基带传输系统性能的一种定性而方便的方法是观察接受端的基带信号波形。如果将接受波形输入示波器的垂直放大器，把产生水平扫描的锯齿波周期与码元定时同步（这时每个码元将重叠到间隔（0，Ts）上），则在示波器屏幕上可以观察到类似人眼的图案，称之为“眼图”(eye pattern). 眼图为基带传输系统的性能提供了大量的信息。在一般情况下： 眼图张开部分的宽度决定了接受波形可以不受串扰影响而抽样、重建的时间间隔，显然，抽样的最佳时刻是“眼睛”张开最大的时刻； “眼睛”在特定抽样时刻的张开高度决定了系统的噪声容限； “眼睛”的闭合斜率决定了系统对抽样定时误差的敏感程度，斜率愈大则对定时误差愈敏感。 眼图的波形如下： 根据Simulink系统仿真系统可以得到2FSK解调后的眼图。由眼图可以看出系统的误码率很低,这都是Channels模块中的Eb/no设为15的原因, Eb/no有点大,但眼图的为0的下面那根线没有,还是有一些失真。 这时的display 为： 由于二进制产生模块的参数Sample time设为1/1800，并且仿真时间为10S，所输出码元为1.7999e+004。误码率为1.1112e-004,误码个数为2.000e+000,即2个。当Eb/no设为200后，眼图及display如下所显示： 误码率 由此图可以看出眼图看不出什么变化，但display却有了明显变化，误码率及误码个数都为0了，说明了Eb/no越大信道中噪声对信号就越小，误码率就小。 在对系统模块参数与系统仿真参数设置之后，接下来对系统进行仿真分析。为了能够清楚地观察仿真结果，我截取一段时间的仿真结果进行观察。根据频移键控的Simulink模型最终在Scope端得到不同信号的数字波形图。如下图所示：  上图