MATLAB教学工具：4-FSK信号生成与频谱分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，提供一套完整的4-FSK信号生成与频谱分析教学平台。用户可自定义调制参数，实时生成信号并查看时域波形和频谱特性，适用于数字通信课程的直观教学演示。

详 情 说 明

基于MATLAB的4-FSK信号生成与频谱分析教学系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的4-FSK（四进制频移键控）信号生成与频谱分析平台，专为数字通信原理教学演示设计。该系统能够自动生成符合通信标准的4-FSK调制信号，支持关键调制参数的自定义设置，并通过直观的可视化界面展示信号的时域波形、频谱特性等核心特征。用户可通过调整载波频率、符号速率等参数，实时观察4-FSK信号的特征变化，从而深入理解数字调制技术的原理与应用。

功能特性

• 4-FSK调制生成：采用高效调制算法实现基带信号到4-FSK信号的转换
• 随机信号源：自动生成随机的二进制数据流作为调制输入信号
• 参数自定义：支持载波频率、符号速率、信号长度、采样频率等关键参数灵活配置
• 信道模拟：可选添加高斯白噪声，模拟实际通信信道环境
• 多维可视化：提供时域波形、功率谱密度、星座图等多种图形展示
• 定量分析：自动计算并输出带宽、频率间隔等频谱特性参数
• 教学友好：界面简洁直观，适合数字通信课程的实验演示

使用方法

1. 参数设置：运行系统后，在界面中输入以下参数：

- 载波频率（默认值：1000 Hz） - 符号速率（默认值：100 bps） - 信号持续时间或符号数量 - 采样频率（默认值：8000 Hz） - 信噪比（可选，用于添加噪声）

1. 信号生成：点击生成按钮，系统将根据设定参数创建4-FSK信号

1. 结果分析：系统将自动显示：

- 4-FSK信号的时域波形图 - 信号的功率谱密度分布图 - 4个频率点对应的星座图 - 调制参数统计报告 - 频谱特性定量分析结果

1. 参数调整：修改参数后重新生成信号，观察不同参数对信号特性的影响

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox
• 硬件配置：至少4GB内存，推荐8GB或以上
• 显示要求：支持1024×768以上分辨率显示器

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括用户交互界面的创建与布局、所有输入参数的接收与验证、4-FSK调制算法的执行与信号生成、多种频谱分析方法的调用与计算、以及所有结果图表的绘制与显示。该文件整合了完整的信号处理流程，从参数输入到结果输出提供一站式解决方案，确保用户能够便捷地进行4-FSK调制的学习与实践。