基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析
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MATLAB实现FSK信号的调制传输解调院系:专业:班级:姓名:指导教师:日期:2017年月日一.实验目的1.1课程设计目的此次课程设计的目的是熟悉MATLAB中M文件的使用方法,编写M文件实现FSK的调制和解调,绘制出FSK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察调解前后频谱的变化,再对信号进行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的信号时频波形,最后改变噪声功率进行调解,分析噪声对信号传输造成的影响,加深对FSK 信号解调原理的理解。
1.2课程设计要求熟悉MATLAB中M文件的使用方法,并在掌握FSK调制解调原理的基础上,编写出F SK调制解调程序。
在M文件环境下运行程序绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察波形在解调前后的变化,对其作出解释,同时对信号加入噪声后解调,得到解调后的时频波形,分析噪声对信号传输造成的影响。
解释所得到的结果。
1.3课程设计步骤本课程设计采用M文件编写的方法实现二进制的FSK的调制与解调,然后在信号中叠加高斯白噪声。
一,调用dmode函数实现FSK的解调,并绘制出F SK 信号调制前后在时域和频域中的波形,两者比较。
二,调用ddemod函数解调,绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形,两者比较。
三,调用awgn函数在新海中叠加不同信噪比的噪声,绘制在各种噪声下的时域频域图。
最后分析结果。
1.4设计平台简介Matlab是美国 MathWorks公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。
是目前最好的科学计算类软件。
作为和Mathematica、Maple并列的三大数学软件。
其强项就是其强大的矩阵计算以及仿真能力。
Matlab的由来就是Matrix + Laboratory = Matlab,这个软件在国内也被称作《矩阵实验室》。
Matlab提供了自己的编译器:全面兼容C++以及Fortran两大语言。
Matlab 7.1于2005.9最新发布-完整版,提供了MATLAB,SIMULINK的升级以及其他最新的75个模块的升级。
FSK调制解调实验报告实验报告:FSK调制解调引言:FSK (Frequency Shift Keying)调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术,通过改变信号的频率来表示数字信息。
FSK调制解调器在通信系统中起着重要的作用,因此,理解FSK调制解调原理并进行实验验证是非常有意义的。
实验目的:1.理解FSK调制解调原理。
2.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制解调仿真。
3.通过硬件电路搭建进行FSK调制解调实验。
实验原理:FSK解调:FSK解调器将接收到的数字信号转换为模拟信号,并检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。
解调器通过比较两个频率的能量来确定输入信号的频率,然后根据已知的频率对照表将其转换为对应的二进制数字。
实验步骤:1.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制仿真:a.设计一个数据源,例如一个随机生成的二进制序列。
b.将二进制序列转换为FSK调制信号,即将0转换为低频率信号,将1转换为高频率信号。
c.添加噪声以模拟真实通信环境。
d.绘制调制后的信号波形。
2.使用软件进行FSK解调仿真:a.使用接收到的调制信号作为输入信号。
b.设计一个解调器来检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。
c.绘制解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。
3.使用硬件电路进行FSK调制解调测试:a.搭建FSK调制电路,将输入的二进制序列转换为FSK信号。
b.使用示波器观察调制后的信号波形。
c.搭建FSK解调电路,将接收到的调制信号转换为原始的二进制序列。
d.使用示波器观察解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。
实验结果与分析:通过软件仿真可以得到调制后的信号波形,并通过解调获得原始的二进制序列。
这些结果可以与原始输入信号进行比较,以验证FSK调制解调的准确性。
通过硬件电路测试,可以观察到调制后的信号波形以及解调后的信号波形,进一步验证了FSK调制解调的可行性。
结论:通过FSK调制解调实验,我们可以更好地理解FSK调制解调的原理,并通过软件仿真和硬件搭建实验来验证其可行性。
第一章引言现代社会己步入信息时代,在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用:由于人类社会生活对通信的需求越来越高,世界各国都在致力于现代通信技术的开发以及现代综合通信网的建设。
移动通信是现代通信技术中不可缺少的部分。
目前,移动通信己从模拟通信发展到了数字移动通信阶段。
数字通信与模拟通信比较,无论是传输质量上还是技术、经济上都有其显著的优点:抗干扰能力强、传输质量与通信线路长短无关、有高的技术指标 (即可提高传输的可靠性)、经济性 (数字设备体积小、功效高、价格低廉)、便于加密处理。
因此数字通信是现代通信发展的趋势,并日益增加在通信系统中的支配地位。
而在数字通信的技术中,数字调制技术则是其中极为重要的一部分.本文将对数字调制技术中的频移键控(FSK)进行论述。
1.1绪论通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。
虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送,但如果要远距离传输时,特别是在无线或光纤信道上传输时,则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。
为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输,必须对数字信号进行载波调制。
如同传输模拟信号时一样,传输数字信号时也有三种基本的调制方式:幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。
它们分别对应于用载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传递数字基带信号,可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
理论上,数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同,它们都是属正弦波调制。
但是,数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制,而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。
另外信源编码的目的是提高信源的效率,去除冗余度。
信道编码的目的主要有两点:(1)要求码列的频谱特性适应通道频谱特性,从而使传输过程中能量损失最小,提高信号能量与噪声能量的比例,减小发生差错的可能性,提高传输效率。
(2)增加纠错能力,使得即便出现差错,也能得到纠正。
一般传输通道的频率特性总是有限的,即有上、下限频率,超过此界限就不能进行有效的传输。
实验四2FSK调制与解调实验【实验目的】使学生了解2FSK的调制与解调原理;能够通过MATLAB对其进行调制和解调;比较解调前后功率谱密度的差别。
【实验器材】装有MATLAB软件的计算机一台【实验原理】1.数字频率调制又称频移键控(FSK),二进制频移键控记作2FSK。
数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即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f1,而符号“0”对应于载频f2(与f1不同的另一载频)的已调波形,而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
2.实验中采用压控振荡器实现2FSK的调制;压控振荡器指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路(VCO),频率是输入信号电压的函数的振荡器VCO,振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制,就可构成一个压控振荡器。
3.控制序列采用的是双极性不归零信号,信号‘0’和信号‘1’分别对应-1V和+1V,控制压控振荡器时就可以通过输入的电压不同而产生不同的频率,压控振荡器的中心频率为6KHz,频偏为2kHZ / V,那么产生的频率就是6KHz+2KHz。
示意图:【实验内容与步骤】1、路径设置成指向comm2文件夹;2、产生一组任意的二进制序列:>> b = [1 0 0 1 0 binary(495)];3、由序列b 得到双极性不归零信号xf;>> xf = wave_gen(b,'polar_nrz') ;4、用该双极性脉冲xf作为VCO(压控振荡器)的输入,在该实验中VCO的中心频率为6kHZ,频偏为2kHZ / V;>>sf = vco(xf);5、设置时间,并显示相应波形。
>> tt = [1:500];>> subplot(211),waveplot(xf(tt))>> subplot(212),waveplot(sf(tt))6、再把它们在频率范围0~20kHZ 内的功率谱密度显示出来。
(完整版)基于MATLAB的2FSK的调制与解调基于MATLAB 的2FSK 数字通信系统仿真课程设计目的二、课程设计内容在信道中,大多数具有带通传输特性,必须用数字基带信号对载波进行调制,产生各种已调数字信号。
可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数,产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。
也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数,产生新型的数字调制。
本课程设计旨在根据所学的通信原理知识,并基于MATLAB 软件,仿真一2FSK 数字通信系统。
2FSK 数字通信系统,即频移键控的数字调制通信系统。
频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。
在2FSK 中,载波的频率随二进制基带信号在f1 和f2 两个频率点间变化。
因此,一个2FSK 信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。
可以利用频率的变化传递数字基带信号,通过调制解调还原数字基带信号,实现课程设计目标。
三、2FSK 的基本原理和实现二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。
由于二进制数字信息只有两个不同的符号,所以调制后的已调信号有两个不同的频率fl和f2,fl对应数字信息“ 1 ”,f2对应数字信息“ 0 ”在2FSK信号中,当载波频率发生变化时,载波的相位一般来说是不连续的,这种信号称为不连续2FSK信号。
相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生,如图3-2所示:Xi图3-2 2FSK信号调制器两个独立的振荡器作为两个频率发生器,他们受控于输入的二进制信号进制信号通过两个与门电路,控制其中的一个载波通过。
调制器各点波形如图3-3所示:'1 1 1 °| 1 1! 1 D 0r1i—1 1TIT1"1i 1 'T:wwvwwwm:7 ww wf r\f\j t:“WVWWVtM r图3-3 2FSK调制器各点波形由图3-3可知,波形g是波形e和f的叠加。
ask在matlab中的调制解调在MATLAB中,调制和解调是数字通信中非常重要的部分。
通过调制和解调技术,我们可以将数字信号转换为模拟信号,或者将模拟信号转换为数字信号。
这篇文章将介绍MATLAB中的调制解调方法以及其在互联网技术中的应用。
一、调制调制是将数字信号转换为模拟信号的过程。
MATLAB中提供了多种调制技术,包括频移键控调制(FSK)、相移键控调制(PSK)、正交振幅调制(QAM)等。
1. 频移键控调制(FSK)频移键控调制是一种基于频率的调制方法,可以将不同的数字信号映射到不同的频率上。
MATLAB中可以使用comm.FSKModulator和comm.FSKDemodulator函数实现FSK调制解调。
2. 相移键控调制(PSK)相移键控调制是一种基于相位的调制方法,可以将不同的数字信号映射到不同的相位上。
MATLAB中可以使用comm.PSKModulator和comm.PSKDemodulator函数实现PSK调制解调。
3. 正交振幅调制(QAM)正交振幅调制是一种结合了频移键控调制和相移键控调制的调制方法,可以将数字信号映射到不同的频率和相位上。
MATLAB中可以使用comm.RectangularQAMModulator和comm.RectangularQAMDemodulator函数实现QAM调制解调。
二、解调解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在MATLAB中,可以使用相应的解调器函数对调制后的信号进行解调。
1. FSK解调使用comm.FSKDemodulator函数可以对FSK调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。
2. PSK解调使用comm.PSKDemodulator函数可以对PSK调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。
3. QAM解调使用comm.RectangularQAMDemodulator函数可以对QAM调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。
MATLAB中的数字信号调制与解调方法引言数字信号调制与解调是现代通信系统中的关键技术之一。
在数字通信领域,数字信号调制技术广泛应用于无线通信、卫星通信、移动通信等各种通信系统中。
而MATLAB是一个功能强大且广泛使用的数学软件,既可以进行数字信号调制的仿真设计,又可以进行解调性能的分析与评估。
本文将详细介绍MATLAB中的数字信号调制与解调方法,从而帮助读者更好地理解和应用这一关键技术。
一、数字信号调制的基本原理数字信号调制是指将数字信号转换为模拟信号或者其他形式的数字信号,以便能够在传输媒介上进行有效的传输和处理。
常见的数字信号调制方法包括:脉冲振幅调制(PAM)、脉冲位置调制(PPM)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)等。
下面以脉冲振幅调制(PAM)为例,介绍数字信号调制的基本原理。
PAM是一种把数字信号转换为连续信号的调制方法,其基本原理是通过改变波形的幅度来传输数字信息。
具体而言,PAM调制需要进行采样、量化和调制三个步骤。
通过对数字信号进行采样,可以将连续信号离散化为一系列离散时间点上的采样值;然后将这些采样值量化为一系列有限的离散值,即数字信号;最后,通过改变连续信号的幅度,来实现数字信号的调制。
在MATLAB中,可以使用相关的函数和工具箱来完成PAM调制的仿真设计和性能分析。
二、MATLAB中的数字信号调制方法1. PAM调制在MATLAB中,可以使用`pammod`函数来实现PAM调制,该函数的基本语法是:`y = pammod(x, M, vmin, vmax)`和`vmax`是波形的最小值和最大值。
通过调用`pammod`函数,可以将数字信号转换为PAM调制后的连续波形。
接下来,可以使用`plot`函数将连续波形进行绘制,并通过添加标签和标题等操作,使得图形更加直观。
2. FSK调制FSK是一种将数字信号转换为二进制频率信号的调制方法,其基本原理是通过改变载波频率的方式来传输数字信息。
基于MATLAB的FSK的实验报告姓1.1实现对FSK的MATLAB仿真.重点研究问题:(1) 对FSK的概念、组成以及性能分析方法有深入的研究;(2) FSK调制与解调的原理及应用MATLAB软件实现仿真的方案.1.2 FSK信号的调制方法移频键控(FSK):用数字调制信号的正负控制载波的频率。
当数字信号的振幅为正时载波频率为f1,当数字信号的振幅为负时载波频率为 f2。
有时也把代表两个以上符号的多进制频率调制称为移频键控。
移频键控能区分通路,但抗干扰能力不如移相键控和差分移相键控。
他的主要调制方法有以下两种:方法一:用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频。
图2-3 2FSK信号的产生(一)方法二:键控法图2-4 2FSK信号的产生(二)键控法是利用矩形脉冲()t b来控制开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。
1.3 FSK解调的方法常见的FSK解调方法有两种:相干解调法与非相干解调法.现在我将对这两种解法。
1.4 设计总思路如下图所示,我将FSK的调制与FSK的解调独立开作为两个子函数,其中FSK调制的输出即可作为FSK解调的输入信号.最后设计一主函数main将两个子函数同时调用完成整个仿真过程。
图3-1 设计总思路图2.1 FSK调制的仿真设计本文主要是对2FSK进行调制,而2FSK可看做是基带信号与载波频率的结合就可.FSK的产生思路参考的是键控法,如图4图3-2 2FSK信号的产生(二)2.2 FSK解调的仿真设计如上图所示的FSK信号的相干检测原理图,FSK信号可以采用两个乘法检测器进行相干检测. 上图中输入信号为2FSK信号加上噪声组成带通滤波器2的设计类似滤波器1,只是更改频率为fc2就可.滤波器设计中使用了切比雪夫滤波器,是因为切比雪夫滤波器通带内有等波纹起伏,截止特性特别好,因此选择了切比雪夫滤波器.[b2, a2]=cheby1(3, .5, 2.5*fc1/fs, 'high'); y2 =filtfilt(b2, a2, y).*sin(2*pi*fc2*t); y2 =filtfilt(b, a, y2);在与相干载波频率cos ω1t,cos ω2t 相乘后,完成移频,后通过低通滤波器得到基带模拟输出信号.然后通过判决电路即可判断输出的参量是0还是1.2.3 误码率计算的设计相干解调时,带通滤波器后接有乘法器和低通滤波器,低通滤波器输出的就是带有噪声的有用信号,他们的概率密度函数属于高斯分布,经过计算,其漏报率p (0/1)为221)1/0(r erfcP = (4-1)虚报概率p (1/0)为221)0/1(rerfc P = (4-2)系统的误码率为:e P 221)0/1()0()1/0()1(rerfcP P P P =⋅+⋅= (4-3)在实验中,为降低误码率,可以通过将主函数main 文件中的N1值即每秒发送的比特数增加的方式,达到降低误码率的效果.3.1 FSK 仿真图0.511.522.533.544.55-1-0.500.51Signal24681012141600.20.40.60.8Spectrumf/fb图4-1 基带信号调制的结果与其频谱由图4-1可以看出,当输入基带信号为0时,及输入信号为1时,是不同的。
clear all;close all;f = 300;t = 2*(0:0.001:1—0。
01)/f;x = t;singal= sin(2*pi*f*x)+1;% % %% % %% % % %%%%%%% % %%%%% %% % %%%% % %%%%u率PCM编码%%% %% % %%% % %% %%% % %% %% %%% % %% %% % %%%%%a = singal;n = 8;%u率非线性u = 255;%%%%%%%%%%%%待考察,应该是255%%%%%%c = zeros(size(a));for i = 1:length(a)c(i)= log(1+u*a(i))/log(1+u); %在PCM中要求x应该大于0endcmax = max(c);cmin = min(c);%均匀量化c_quan = c;b_quan = c_quan;d = (cmax - cmin)/n; %此处有问题%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % % % % %%% % %% % % %自己写的量化代码%%%% %%%%% %%%for j = 1:n+1kk(j)= cmin + j*d;endfor k = 1:nq(k)= (kk(k)+kk(k+1))/2;end% % % %% % %%%% % %%% % %%% %% % %%% % % %%% %%% %%%for i = 1:nm = find((q(i)—d/2 <= c_quan) & (q(i)+d/2 >= c_quan));c_quan(m)= q(i).*ones(1,length(m));b_quan(find(c_quan==q(i))) = (i—1)。
*ones(1,length(find(c_quan==q(i))));end%编码nu = ceil(log2(n));code = zeros(length(a),nu);for i = 1:length(a)for j = (nu—1):-1:0if (fix(b_quan(i)/(2^j))==1)code(i,(nu-j)) = 1;b_quan(i) = b_quan(i)-2^j;endendendbitstorm = [];for i = 1:length(code)bitstorm = [bitstorm,code(i,:)];end%% % %%%%% % % %% % %%% %% %%% % % %%% %%%% % % %%%% % %% % %% FSK调制的实现%%% %% % % %%% % %% %% %%%% % %% % %%% %% %% %% %% %% %% % % %figure(1)subplot(221);stairs (bitstorm(1:20));title(’调制信号’);axis([0,20,—0。
目录一. FSK理论知识…………………………………………………1.1FSK概念…………………………………………………………………1.22FSK信号的波形及时间表示式…………………………………………1.32FSK信号的产生方法……………………………………………………1.42FSK信号的功率谱密度…………………………………………………1.52FSK信号的解调…………………………………………………………1.6FSK的误码性能……………………………………………………………二.用MATLAB进行FSK原理及误码性能仿真………三、结论……………………………………………四、参考文献…………………………………………、五、源程序……………………………………………1、FSK理论知识频率调制的最简单形式是二进制频率键控(FSK,frequency-shift keying)。
FSK是调制解调器通过电话线路发送比特的方法。
每个比特被转换为一个频率,0由较低的频率表示,1由较高的频率表示。
1.1、FSK概念传“0”信号时,发送频率为f1的载波; 传“1”信号时,发送频率为f2的载波。
可见,FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。
实现模型如下图:1.2、2FSK信号的波形及时间表示式根据上图模型的实现可以得到2FSK的信号波形如图:2FSK信号的时间表达式为:由以上表达式可见,2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。
注意:2FSK有两种形式:(1)相位连续的2FSK;(2)相位不连续的2FSK。
在这里,我们只讨论相位不连续的频移键控信号,这样更具有普遍性。
1.3、2FSK信号的产生方法2FSK信号的产生方法:2FSK信号可以两类方法来产生。
一是采用模拟调频的方法来产生(图1);另一种方法是采用键控法(图2);图1.3-1 图1.3-21.4、2FSK信号的功率谱密度这里我们仅介绍一种常用的近似方法,即把二进制频移键控信号看成是两个幅移键控信号相叠加的方法如果s1(t)的功率谱密度为P s1(f);s2(t)的功率谱密度为P s2(f),利用平稳随机过程经过乘法器的结论,上式可以整理为如下形式,核心问题:P s1(f)=?与2ASK信号表达式中的s(t)相同,根据上面的公式,2FSK信号的功率谱密度如图下图所示。
基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析黄心(学号:20141103672)(物理与电子信息学院 04级电子信息工程班)指导教师:刘佳摘要:本文是基于matlab环境下对信号的调制与解调和误码率的分析,以及硬件实验与理论仿真实验的比较。
方法是通过matlab软件进行数学建模软件编程使模拟仿真成功,而硬件实验是利用现有实验设备进行实验分析。
根据二者在各个方面不同的特点,取长补短应用于教学之中。
关键词: Matlab;环境;调制;解调;分析中图分类号: TN91 文献标识码: B1引言MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。
MATLAB 本身包含了 600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。
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1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Help Window 选项,可以打开MATLAB的主题窗口。
选择Help Desk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。
2 FSK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:(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)。
3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。
5(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。
3 FSK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)function FSKFc=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=[12345 54321];numPlot=15; %产生25个二进制随机码x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]); %产生25个二进制随机码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) -1.5 1.5]);title('调制后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %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)plot(t,y(1:length(t)),'b-'); %画出经过信道的实际信号axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('加入高斯白噪声后的已调信号')7xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %相干解调figure(4)z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye',M,df);title('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)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('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')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %非相干解调figure(6)z2=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye/noncoh',M,df);title('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)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z2(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('非相干解调后的信号')legend('原输入二进制随机序列','非相干解调后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %误码率统计[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);9 figure(8)simbasebandex([0:1:5]);title('相干解调后误码率统计')[errorSym ratioSym]=symerr(x,z2);figure(9)simbasebandex([0:1:5]);title('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)。