载波相乘,再经过低通滤波器去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,将其送入抽样判决器中进行抽样判决,抽样判决器的输出分别得到两路原基带信号表示四进制得到原始码元。
载波f1 带通滤波器 相乘器 低通滤波器 载波f2 4FSK 已 调 信 号 带通滤波器 相乘器 加法器 低通滤波器 抽样判决器 解调信号1 载波f2 带通滤波器 相乘器 低通滤波器 加法器 抽样判决器 载波f2 带通滤波器 相乘器 低通滤波器 带通滤波器
图 2-8 4FS K解调原理
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2.1.4 4FSK解调算法分析
解调过程跟调制过程恰好相反,将经过信道传输到接收端的信号通过频率解调器进行 解调。对于同一种数字调制信号,采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误 码率,所以这里采用相干解调方式。将解调后的信号经滤波器后,再经抽样判决则可输出四 电平符号,将其按表1反映射,即可输出二进制比特。 解调框图如下所示:
图 2-9 4FSK解调器
解调中F(f)滤波器的幅频响应与调制中相同。 将上式cos部分按三角公式展开得:
图2-10 公式展开详解图
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将其经过低通滤波器,滤掉高频分量,则(8)式剩下1/ 2A* I (nTs)分量,(10)式只剩下 1/ 2A*Q(nTs)分量。
图2-11 详解图
4FSK 相干解调的实现方框图如下:
图 2-12 4FSK相干解调图
最后将解调后的信号m(n)经过匹配滤波器后,再经过抽样判决,可获得四电平符号, 由标准中的表1 所示对应关系,可将四电平符号再反映射为二进制比特流。
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2.2 MATLAB软件的介绍
MATLAB软件系列产品是一套高效强大的工程技术数值运算和系统仿真软件,广泛应用于当今的航空航天、汽车制造、半导体制造、电子通信、医学研究、财经研究和高等教育等领域,被誉为“巨人肩膀上的工具”。研发人员借助MATLAB软件能迅速测试设想构想,综合评测系统性能,快速设计更好方案来确保更高技术要求。同时MATLAB也是国家教委重点提倡的一种计算工具。
MATLAB主要由C语言编写而成,采用LAPACK 为底层支持软件包。
MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件,其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级,MATLAB的用户界面也越来越精致,更加接近Windows的标准界面,人机交互性更强,操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统,极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统,程序不必经过编译就可以直接运行,而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析
MATLAB的编程非常简单,它有着比其他任何计算机高级语言更高的编程效率、更好的代码可读性和移植性,以致被誉为“第四代”计算机语言,MATLAB是所有MathWorks公司产品的数值分析和图形基础环境。此外MATLAB 还拥有强大的2D和3D甚至动态图形的绘制功能,这样用户可以更直观、更迅速的进行多种算法的比较,从中找出最好的方案。
从通信系统分析与设计、滤波器设计、信号处理、小波分析、神经网络到控制系统、模糊控制等方面来看,MATLAB提供了大量的面向专业领域的工具箱。通过工具箱,以往需要复杂编程的算法开发任务往往只需一个函数就能实现,而且工具箱是开放的可扩展集,用户可以查看或修改其中的算法,甚至开发自己的算法。
目前, MATLAB已经广泛地应用于工程设计的各个领域,如电子、通信等领域;它已成为国际上最流行的计算机仿真软件设计工具。现在的MATLAB不再仅仅是一个矩阵实验室,而是一种实用的、功能强大的、不断更新的高级计算机编程语言。
现在从电子通信、自动控制图形分析处理到航天工业、汽车工业,甚至是财务工程。MATLAB都凭借其强大的功能获得了极大的用武之地。广大学生可以使用MATLAB来帮助进行信号处理、通信原理、线性系统、自动控制等课程的学习;科研工作者可以使用MATLAB进行理论研究和算法开发;工程师可以使用MATLAB进行系统级的设计与仿真。
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MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能,以将向量和矩阵用图形表现出来,并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善,使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能(例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等)方面更加完善,而且对于一些其他软件所没有的功能(例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等),MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求,例如图形对话等,MATLAB也有相应的功能函数,保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面(GUI)的制作上作了很大的改善,对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。
MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说,它们都是由特定领域的专家开发的,用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。领域,诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等,都在工具箱(Toolbox)家族中有了自己的一席之地。
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