发布时间 : 星期二 文章通信系统仿真上机实验指导书更新完毕开始阅读4fb542557c1cfad6185fa704
3．若消息信号m(t)定义为
0?t?t03?1 ?m(t)??-2 t03?t?2t03
?0 其余t?将其调制在载波c(t)?cos2?fct上，假设t0?0.15s，fc?250Hz，调制系数a?0.85，分别采用AM、DSB和SSB三种调制方式，画出调制信号和已调信号的时域波形及频谱图。
4．对于第3题中的DSB信号采用同步解调法解调，画出解调信号的时域波形及频谱图，并与原始消息信号m(t)进行比较。
5．对于第3题中的AM信号采用包络检波法解调，画出解调信号的时域波形，并与原始消息信号m(t)进行比较。
6．对抑制载波的双边带调制解调系统进行仿真。设传输的基带信号为正弦波，幅度为1，频率范围为1～10Hz，载波频率为100Hz，传输信道为高斯白噪声信道，其信噪比为10dB，系统仿真采样频率设置为1000Hz。
提示：仿真中用到的主要模块有“Signal Generator”模块、“DSBSC AM Modulator Passband”模块、“DSBSC AM Demodulator Passband”模块和“AWGN Channel”模块。
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设计五 2FSK调制解调系统
一、设计目的
1．掌握2FSK信号的调制解调原理及MATLAB编程实现方法。 2．利用Simulink设计2FSK信号的调制解调系统。 3．画出2FSK信号的时域波形和频谱图。
二、设计原理
1．2FSK信号的调制解调原理
数字移频键控是用载波的频率来传送数字消息，或者说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?1，而符号“0”对应于载频?2（与?1不同的另一载频）的已调波形，而且?1与?2之间的改变是瞬间完成的。从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现，如图5.1所示。
载波
?f1开关Se0(t)载波s(t)e0(t)模拟调频器 (a) 模拟法?f2s(t)(b) 键控法
图5.1 2FSK信号的调制
根据以上对2FSK信号的调制原理的分析，已调信号的数字表达式可以表示为 e0(t)? ?ag(t?nT)cos(?t??)??ag(t?nT)cos(?t??) （5.1）
ns1nns2nnn其中，g(t)是单个矩形脉冲，脉宽为Ts，且
???0 概率为P?0 概率为?1?P?an?? an??
???1 概率为?1?P??1 概率为P2FSK信号的常用解调方法采用如图5.2所示的非相干检测法和相干检测法。这里的取样判决器是判定哪一个输入样值大，此时可以不专门设置门限电平。
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?1带通滤波器y1(t)包络检波器v1(t)输入yi(t)?取样脉冲取样判决器输出s'(t)?2带通滤波器y2(t)包络检波器v2(t)
(a) 非相干方式
?1带通滤波器y1(t)乘法器z1(t)低通滤波器v1(t)输入yi(t)?cos?1t取样脉冲取样判决器?2带通滤波器y2(t)乘法器z2(t)低通滤波器v2(t)
cos?2t
(b) 相干方式 图5.2 2FSK信号的解调
2FSK调制属于非线性调制，其频谱特性的研究常用把2FSK信号看成是两个2ASK信号相叠加的方法。2FSK信号的功率谱密度为：
22Tsin?(f?f1)TsPE(f)?s[16?(f?f1)Tssin?(f?f2)Ts?(f?f2)Ts2sin?(f?f1)Ts??(f?f1)Ts2?
sin?(f?f2)Ts?]?
?(f?f2)Ts1[?(f?f1)??(f?f1)??(f?f2)??(f?f2)] （5.2） 16传输2FSK信号所需频带约为
B2FSK?f2?f1?2fs （5.3） 【例5-1】用MATLAB产生独立等概的二进制信源，画出2FSK信号的波形及其功率谱。 解 首先产生随机的二进制数字基带信号，然后根据2FSK信号的表达式产生二进制数字调制信号，最后通过FFT变换求解调制信号的功率谱。源程序如下：
A=1; % 调制信号幅度 fc=2; % 载波频率
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N_sample=8; % 每码元的采样点数 N=500; % 码元数目 Ts=1; % 采样间隔 dt=Ts/fc/N_sample; % 波形采样间隔 t=0:dt:N*Ts-dt; % 定义时间序列 L=length(t); % 计算时间序列长度 % 产生二进制信源 d=sign(randn(1,N));
dd=sigexpand((d+1)/2,fc*N_sample); gt=ones(1,fc*N_sample); d_NRZ=conv(dd,gt);
[f,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:L)); % 数字基带信号的傅里叶变换 sd_2fsk=2*d_NRZ-1; % 双极性基带信号 s_2fsk=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*sd_2fsk(1:L).*t); % 产生2FSK信号 [f,s_2fskf]=T2F(t,s_2fsk); % 2FSK信号的傅里叶变换 figure(1)
subplot(2,2,1); plot(t,d_NRZ(1:L)); axis([0,10,0,1.2]); xlabel('(a) 输入信号');
subplot(2,2,2); plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2/Ts)); axis([-2,2,-40,40]); xlabel('(b) 输入信号功率谱密度'); subplot(2,2,3); plot(t,s_2fsk); axis([0,10,-1.2,1.2]); xlabel('(c) 2FSK信号');
subplot(2,2,4); plot(f,10*log10(abs(s_2fskf).^2/Ts)); axis([-fc-4,fc+4,-40,40]); xlabel('(d) 2FSK信号功率谱密度');
%--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- function [out]=sigexpand(d,M)
% 将输入的序列扩展成间隔为N-1个0的序列 N=length(d); out=zeros(M,N); out(1,:)=d;
out=reshape(out,1,M*N);
%--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- function [f,sf]=T2F(t,st)
% 利用FFT对信号进行傅里叶变换
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