MFSK的调制与解调讲解.docx

目录前言1正文12.1 课程设计的目的及意义12.2 多进制数字调制12.3 MFSK简介12.4 MFSK信号的频谱、带宽及频带利用率22.5 MFSK调制与解调的原理33 仿真结果与分析33.1 八进制的随机序列33.2 调制后的信号53.3 加入高斯白噪声后的已调信号63.4 MFSK的解调73.4.1 滤除高斯白噪声73.4.2 相干解调后的信号73.4.3 非相干解调后的信号83.5 MFSK系统的抗噪声性能83.5.1 相干解调时的误码率83.5.2 非相干解调时的误码率9课程设计总结10致谢10参考文献10附录11前言MFSK——多进制数字频率调制，简称多频制，是2FSK方式的推广。它是用不同的载波频率代表各种数字信息。在数字通信系统中，数字调制与解调技术占有非常重要的地位。随着MATLAB技术的发展，数字通信技术与MATLAB的结合体现了现代数字通信系统发展的一个趋势。文中介绍了MFSK调制解调的原理，并基于MATLAB实现MFSK调制解调的程序代码设计，仿真结果表明设计方案是可行的。正文2.1 课程设计的目的及意义本次课程设计我所做的课题是一个多进制频移键控MFSK的调制与解调项目，这就要求我们需要完成信号的调制解调以及抗噪声性能的分析等问题。通过我们对这次项目的学习和理解，综合运用课本中所学到的理论知识完成一个多进制频移键控MFSK的调制与解调项目的课程设计。以及锻炼我们查阅资料、方案比较、团结合作的能力。学会了运用MATLAB编程来实现MFSK调制解调过程，并且输出其调制及解调过程中的波形，并且讨论了其调制和解调效果，分析了抗噪声性能，增强了我的动手能力，为以后学习和工作打下了基础。2.2 多进制数字调制二进制键控调制系统中，每个码元只传输1b信息，其频带利用率不高。而频率资源是极其宝贵和紧缺的。为了提高频带利用率，最有效的办法是使一个码元传输多个比特的信息。这就是将要讨论的多进制键控体制。多进制键控体制可以看作是二进制键控体制的推广。这时，为了得到相同的误码率，和二进制系统相比，接要用更大的发送信号功率。这就是为了传输更多信息量所要付出的代价。由二进制数字调制系统的性能比较可得知，各种键控体制的误码率都决定于信噪比： （r表示信号码元收信号信噪比需要更大，即需码元功率和噪声功率之比）。现在，设多进制码元的进制数为M,一个码元中包含信息K比特，则有；若想把码元功率平均分配给每比特，则每比特分得的功率为；这样每比特的信噪功率比为：；在M进制中，由于每个码元包含的比特数K和进制数M有关，所以在研究不同M值下的错误率时，适合用为单位来比较不同体制的性能优劣。所谓多进制数字调制，就是利用多进制数字基带信号去调制高频载波的某个参量，如幅度、频率或相位的过程。根据被调参量的不同，多进制数字调制可分为多进制幅度键控（MASK）、多进制频移键控（MFSK）以及多进制相移键控（MPSK或MDPSK）。也可以把载波的两个参量组合起来进行调制，如把幅度和相位组合起来得到多进制幅相键控（MAPK）或它的特殊形式多进制正交幅度调制（MQAM）等。2.3MFSK简介多进制数字频率调制（MFSK）简称多频制，是2FSK方式的推广。它是用不同的载波频率代表不同种数字信息。多进制频移键控（MFSK）的基本原理和2FSK是相同的，其调制可以用频率键控法和模拟调频电路来实现，不同之处在于使用键控法的时候供选的频率有M个。MFSK（多进制频移键控），是一种在各种频率离散音频脉冲爆发传送数字信息的信号调制方法。它原来是欧洲和英国政府机构在20世纪中叶使用。在那时它叫做Piccolo，一种乐器的名字，这种乐器的声音音调很高，就像一个MFSK信号经过收音机的喇叭时发出的声音。MFSK的主要缺点是信号占用较宽的频带，信道频带利用率不高。因此MFSK一般用于调制速率() 不高的衰落信道传输场合。2.4 MFSK信号的频谱、带宽及频带利用率键控法产生的MFSK信号，可以看作由M个幅度相同、载频不同、时间上互不重叠的2ASK信号叠加的结果。设MFSK信号码元的宽度为，即传输速率（Baud），则MFSK信号的带宽为；式中为最高选用载频，为最低选用载频。为单个码元的带宽。MFSK信号功率谱如图2-4所示:图2-4 MFSK信号的功率谱若相邻载频之差等于，即相邻频率的功率谱主瓣刚好互不重叠，这时的MFSK信号的带宽及频带利用率分别为：式中，K=2,3，……。可见，MFSK信号的带宽随频率数的增大而线性增宽，频带利用率明显下降。因此，MFSK多用于调制速率较低及多径延时比较严重的信道，如无线短波信道。2.5MFSK调制与解调的原理图2-5 多进制数字频率调制系统的组成方框图MFSK调制原理和2FSK的基本相同。串/并变换器和逻辑电路1将一组组输入的二进制码（每