基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析Word下载.docx
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业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB的应用领域，所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注。
MATLAB特点:
一,数值计算功能,在MATLAB中，每个数值元素都视为复数，而且只有双精度（64位）一种数据格式，省去多种的设置，虽然在运行速度和内存消耗方面付出了代价，却使MATLAB的编程大大简化。
MATLAB的数值计算基本功能包括：
矩阵运算、多项式和有理分式计算、数据统计分析以及数值分析等。
二,符号计算功能,在实际应用中，除了数值计算外，还需要得到方程的解析解，简化和展开多项式和函数表达，求解函数值等，所有这些均属于符号计算的领域。
三,便栈式的编程语言,与Fortran和C等高级语言相比，MATLAB的语法规则更简单，更贴近人的思维方式和表达习惯，使得编写程序就像在便栈上列写公式和演算一样。
四,强大而简易的作图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图。
五,高智能化,绘图时自动选择最佳坐标，大大方便了用户。
自动检测和显示程序错误，减轻编程和调试的工作量。
六,丰富实用的工具箱,MATLAB软件包括基本部分和扩展部分。
扩展部分成为工具箱。
工具箱分为两类：
功能性工具箱和学科性工具箱。
功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能，可视建摸仿真功能以及文字处理功能等。
学科性工具箱专业性比较强，如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱、小波工具箱等。
MATLAB6.x的集成环境,在Windos桌面，双击MATLAB图标，系统就会进入MATLAB6.x的工作环境。
MATLAB6.x的集成环境由桌面平台以及组件组成。
它包括8个组成部分：
指令窗口、历史指令窗口、工作台及工具箱窗口、当前工作目录窗口、工作空间窗口、矩阵编辑器、程序编辑器和帮助浏览器。
MATLAB帮助系统,MATLAB为用户提供了三种帮助功能：
一.利用帮助菜单获取帮助信息。
单击MATLAB工作窗口的菜单栏Help菜单项，弹出帮助菜单项。
选择HelpWindow选项，可以打开MATLAB的主题窗口。
选择HelpDesk选项，可以打开MATLAB帮助工作台。
二.通过指令窗口获取帮助信息，用户可以在指令窗口直接键入帮助指令来获得帮助。
三.使用演示功能（Demo）。
MATLAB带有生动直观的演示程序，可以帮助用户形象直观地学习和理解MATLAB的使用方法和强大的功能。
启动演示程序有下面几种方法：
（一）在工作台和工具箱窗口中，列出了MATLAB和已经安装的各种工具箱。
单击欲学习的工具箱前面的“+”号，在打开的功能项中，双击Demos，即可打开演示程序。
（二）选择Help菜单Demos选项，可以打开MATLAB的演示窗口。
（三）在指令窗口中键入指令demo,同样可以打开MATLAB演示窗口。
2FSK在硬件实验下的分析
2.1FSK的硬件实验过程和结果
FSK的调制与解调的硬件实验是采用中国人民解放军理工大学研制的HD8611D型号的通信原理实验箱（如下图2-1所示）和双踪示波器共同完成的。
实验原理是：
传输信息中只有0，1两种代码，在调制时数字信息0对应载频w1，数字信息1对应载频w2，而且w1和w2的改变是瞬间的。
在解调时采用相干或非相干其中一种方法，然后再通过抽样判决器便可输出原始信息。
实验过程和结果是：
（1）通过clk电码32KHz的方波（如下图2-2所示）和16KHz的方波（如下图2-3所示）。
图2-1
图2-2图2-3
图2-4图2-5
图2-6图2-7
图2-8图2-9
图2-10图2-11
图2-12
（2）使两路信号通过D/A转换转变成32KHz的正弦波（如下图2-4所示）和16KHz的正弦波（如图2-5所示）。
（3）并且clk电码产生了调制信号1110010的随机信号（如下图2-6所示），产生了调制信号的反码（如下图2-7所示）。
（4）通过模拟开关和相加器进行调制，0对应载频是16KHz的正弦波，1对应载频是32KHz的正弦波，得到了调制后的信号（如下图2-8所示），以及输入解调系统信号（如下图2-9所示）。
将输入解调系统的信号展开，可以清晰地看到两个不同信息的码元频率不同（如下图2-10所示）。
（5）调制信号与解调电路的工作时钟（如上图2-11所示）同时输入4046锁相环解调和整形电路，调节电位器W903或W904和改变CA901的电容值，使得信号得到解调（如下图2-12所示）。
2.2FSK的硬件实验结果分析
通过上面的实验过程和结果与理论过程与结果对比分析，以上这个实验结果是比较准确的。
通过解调信号图2-12与调制信号图2-6的比较，二者波形相同就是存在一些时移，这是由于信号通过低通滤波器所造成的。
2.3FSK硬件实验的优劣
根据对硬件实验FSK的调制与解调的测量过程和结果分析，总结出了些硬件实验的优缺点如下：
优点：
（1）实验器材要求比较简单。
（2）通过实验操作，须亲自调试才得出实验结果，更容易巩固和加深对知识的理解。
（3）由于实验箱已经把实验电路集成，所以测量和调试比较简单。
缺点：
（1）调制信号和载频都已经被固定，没有随机性，说服力不强。
（2）实验设备不具有在课堂演示的功能。
（3）实验箱一旦发生故障，实验将不能进行。
3FSK在matlab环境下的分析
3.1FSK在matlab环境下过程与结果
FSK的模拟仿真是采用的matlab软件，其在电脑运行环境如图3-1所示。
实验过程是在窗口点击matlab快捷方式，使其运行，将FSK调制与解调的程序输入框中，点击回车即可运行，运行结果后面进行分析。
图3-1
在matlab环境下调制与解调的程序如下:
（百分号后为程序注释）
functionFSK
Fc=10;
%载频
Fs=40;
%系统采样频率
Fd=1;
%码速率
N=Fs/Fd;
df=10;
numSymb=25;
%进行仿真的信息代码个数
M=2;
%进制数
SNRpBit=60;
%信噪比
SNR=SNRpBit/log2（M）;
seed=[1234554321];
numPlot=15;
%产生25个二进制随机码
x=randsrc（numSymb,1,[0:
M-1]）;
figure
（1）
stem（[0:
numPlot-1],x（1:
numPlot）,'
bx'
）;
title（'
二进制随机序列'
）
xlabel（'
Time'
ylabel（'
Amplitude'
%调制
y=dmod（x,Fc,Fd,Fs,'
fsk'
M,df）;
numModPlot=numPlot*Fs;
t=[0:
numModPlot-1]./Fs;
figure
（2）
plot（t,y（1:
length（t））,'
b-'
axis（[min（t）max（t）-1.51.5]）;
调制后的信号'
%在已调信号中加入高斯白噪声
randn（'
state'
seed
（2））;
y=awgn（y,SNR-10*log10（0.5）-10*log10（N）,'
measured'
[],'
dB'
%在已调信号中加入高斯白噪声
figure（3）
%画出经过信道的实际信号
加入高斯白噪声后的已调信号'
%相干解调
figure（4）
z1=ddemod（y,Fc,Fd,Fs,'
fsk/eye'
相干解调后的信号的眼图'
）%带输出波形的相干M元频移键控解调
figure（5）
holdon;
numPlot-1],z1（1:
ro'
holdoff;
axis（[0numPlot-0.51.5]）;
相干解调后的信号原序列比较'
legend（'
原输入二进制随机序列'
'
相干解调后的信号'
%非相干解调
figure（6）
z2=ddemod（y,Fc,Fd,Fs,'
fsk/eye/noncoh'
非相干解调后的信号的眼图'
）%带输出波形的非相干M元频移键控解调
figure（7）
numPlot-1],z2（1:
非相干解调后的信号'
%误码率统计
[errorSymratioSym]=symerr（x,z1）;
figure（8）
simbasebandex（[0:
1:
5]）;
相干解调后误码率统计'
[errorSymratioSym]=symerr（x,z2）;
figure（9）
非相干解调后误码率统计'
）%滤除高斯白噪声
Delay=3;
R=0.5;
PropD=0;
%滞后3s
程序的运行过程是：
首先产生25个随机序列码（如图3-2所示注：
此序列为随机序列，每一次运行程序所产生的序列都不同），然后通过调用函数对该序列进行调制（如图3-3所示）。
在调制信号中加入高斯白噪声（如图3-4所示）。
在通过调用函数让函数通过相干解调方式进行解调，解调信号（如图3-5所示）。
在通过调用函数让调制信号
图3-2图3-3
图3-4图3-5
通过非相干解调方式进行解调，解调信号（如图3-6所示）。
图3-7是相干解调后的误码率统计，图3-8是非相干解调的误码率统计。
图3-6图3-7
图3-8
（注释：
图3-7,图3-8中右上角的意思为，TheoreticalSER理论软件错误率;
TheoreticalBER理论二进制误码率;
SimulatedSER模拟软件错误
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