基于ASKPSKFSK在Matlab中的仿真

1、萬 方 科 技 學(xué) 院課程論文課程名稱：Matlab在通信工程中的應(yīng)用 設(shè)計(jì)題目：基于ASK、PSK、FSK在Matlab中的仿真團(tuán)隊(duì)成員： 時(shí) 間：2012年4月1日基于ASK、PSK、FSK在Matlab中的仿真-數(shù)字調(diào)制技術(shù)的仿真實(shí)現(xiàn)及性能研究摘要1關(guān)鍵字11 理論基礎(chǔ)11.1 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)原理11.1.1 2ASK11.1.2 2FSK11.1.3 2PSK11.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的仿真實(shí)現(xiàn)12 程序及仿真圖形的建立22.1 ASK調(diào)制解調(diào)22.1.1 ASK程序22.1.2 ASK圖形22.2 PSK調(diào)制解調(diào)42.2.1 PSK程序42.2.2 PSK圖形42.3 FSK調(diào)制解調(diào)

2、62.3.1 FSK程序62.3.2 FSK圖形62.4 誤碼率分析82.4.1 誤碼率分析程序82.4.2 誤碼率分析圖形93 心得體會(huì)104 參考文獻(xiàn)10基于ASK、PSK、FSK在Matlab中的仿真-數(shù)字調(diào)制技術(shù)的仿真實(shí)現(xiàn)及性能研究摘要：本文闡述了數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)以及擴(kuò)頻通信原理，并根據(jù)數(shù)字帶通調(diào)制原理，運(yùn)用MATLAB進(jìn)行編程，在給定仿真條件下，運(yùn)行了仿真程序，得到了預(yù)期的仿真結(jié)果。同時(shí)，利用建立的仿真系統(tǒng)，研究了2ASK,2FSK,2PSK，2DPSK調(diào)制解調(diào)過程，并且輸出其調(diào)制后的波形，畫出頻譜、功率譜密度圖，并比較各種調(diào)制的誤碼率情況，討論其調(diào)制效果。本設(shè)計(jì)由小組長負(fù)責(zé)課程設(shè)計(jì)

3、方案的總體設(shè)計(jì)，其余三名小組成員負(fù)責(zé)程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。由賈玉衛(wèi)負(fù)責(zé)程序的設(shè)計(jì)，尹丁和焦晨浩負(fù)責(zé)后期程序的調(diào)試部分以及結(jié)果的記錄。小組長：袁平亮 成員：賈玉衛(wèi) 尹丁 焦晨浩。關(guān)鍵字：調(diào)制、解調(diào)、誤碼率1 理論基礎(chǔ)1.1 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)原理數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號(hào)。為了使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制。通常使用鍵控法來實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，比如對(duì)載波的振幅、頻率和相位進(jìn)行鍵控。1.1.1 2

4、ASK 2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制和鍵控法。解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)。P=1時(shí)f(t)=Acoswt；p=0時(shí)f(t)=0；其功率譜密度是基帶信號(hào)功率譜的線性搬移。1.1.2 2FSK一個(gè)FSK信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的2ASK信號(hào)的疊加。其解調(diào)和解調(diào)方法和ASK差不多。2FSK信號(hào)的頻譜可以看成是f1和f2的兩個(gè)2ASK頻譜的組合。1.1.3 2PSK 2PSK以載波的相位變化作為參考基準(zhǔn)的，當(dāng)基帶信號(hào)為0時(shí)相位相對(duì)于初始相位為0，當(dāng)基帶信號(hào)為1時(shí)相對(duì)于初始相位為180°。1.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的仿真實(shí)現(xiàn)MATLAB是一種功能強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算和工程仿真軟件，它的交互

5、式集成界面能夠幫助用戶快速的完成數(shù)值分析、數(shù)字信號(hào)處理、仿真建模、和優(yōu)化等功能。本課程設(shè)計(jì)需要運(yùn)用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)2ASK,2FSK,2PSK，2DPSK調(diào)制解調(diào)過程，并且輸出其調(diào)制后的波形，畫出頻譜、功率譜密度圖，并比較各種調(diào)制的誤碼率情況，討論其調(diào)制效果。2 程序及仿真圖形的建立2.1 ASK調(diào)制解調(diào)2.1.1 ASK程序close allclear alln=16;fc=1000000; bitRate=1000000;N=50;noise=10;signal=source(n,N);transmittedSignal=askModu(signal,bitRate,fc,N);sig

6、nal1=gussian(transmittedSignal,noise);configueSignal=demoASK(signal1,bitRate,fc,n,N);2.1.2 ASK圖形1. 隨機(jī)信號(hào)的產(chǎn)生2. ASK信號(hào)調(diào)制3. 傅里葉頻域分析4. 信道加噪聲后信號(hào)5. 接收信號(hào)的解調(diào)6. 解調(diào)出的二進(jìn)制信號(hào)2.2 PSK調(diào)制解調(diào)2.2.1 PSK程序close allclear alln=16;fc=1000000;bitRate=1000000;N=50;noise=10;signal=source(n,N);transmittedSignal=bpskModu(signal,bi

7、tRate,fc,N);signal1=gussian(transmittedSignal,noise);configueSignal=demoBPSK(signal1,bitRate,fc,n,N); PSK圖形1.隨機(jī)信號(hào)的產(chǎn)生2. PSK信號(hào)調(diào)制3.傅里葉頻域分析4.信道加噪聲后信號(hào)5.接收信號(hào)的解調(diào)6.解調(diào)出的二進(jìn)制信號(hào)2.3 FSK調(diào)制解調(diào)2.3.1 FSK程序close allclear alln=16;f1=18000000;f2=6000000;bitRate=1000000;N=50;noise=10;signal=source(n,N);transmittedSignal=

8、fskModu(signal,bitRate,f1,f2,N);signal1=gussian(transmittedSignal,noise);configueSignal=demoFSK(signal1,bitRate,f1,f2,N);2.3.2 FSK圖形1.隨機(jī)信號(hào)的產(chǎn)生2. FSK信號(hào)調(diào)制3.傅里葉頻域分析4.信道加噪聲后信號(hào)5.接收信號(hào)的解調(diào)6.解調(diào)出的二進(jìn)制信號(hào)2.4 誤碼率分析2.4.1 誤碼率分析程序load PeRate;load PeRatep;fpeask(15)=1e-3;fpefsk(9)=1e-3;fpepsk(24)=0.002;fpepsk(26)=1e-3

9、;figure(1)semilogy(-6:length(fpeask)-7,fpeask,-6:length(fpefsk)-7,fpefsk,-30:length(fpepsk)-31,fpepsk),grid on;title('Analysis Of Bit Error Rate');legend('ASK)','FSK','PSK');xlabel('r/dB');ylabel('Pe'); figure(2)semilogy(-6:length(fpefsk)-7,fpeask);gri

10、d on;title('Bit Error Rate Of ASK');xlabel('r/dB');ylabel('PeASK');figure(3)semilogy(-6:length(fpefsk)-7,fpefsk);grid on;title('Bit Error Rate Of FSK');xlabel('r/dB');ylabel('PeFSK');figure(4)semilogy(-16:length(fpepsk)-17,fpepsk);grid on;title('Bi

11、t Error Rate Of PSK');axis(-16,10,1e-3,1);xlabel('r/dB');ylabel('PePSK');2.4.2 誤碼率分析圖形1.ASK誤碼率分析2.PSK誤碼率分析3.FSK誤碼率分析4.綜合誤碼率分析比較3 心得體會(huì)這段時(shí)間基于Matlab的通信原理課程設(shè)計(jì)，最大的收獲是初步的掌握的Matlab軟件的使用，然后，對(duì)信號(hào)的ASK，F(xiàn)SK,PSK的調(diào)制解調(diào)過程有了很深刻的理解。在實(shí)踐過程中，基本上是在已有的基礎(chǔ)上自學(xué)而完成的，所以對(duì)我們的自學(xué)能力的提高也起到了一定的作用。并且在此次實(shí)踐過程中，充分利用了圖書館，及其網(wǎng)絡(luò)資源，才能夠成功完成任務(wù)，讓我意識(shí)到充分利用身邊資源的重要性。本次實(shí)習(xí)過程中，設(shè)計(jì)的范圍也不僅僅是書本上的知識(shí)，包括了多個(gè)方面，如計(jì)算機(jī)語言，軟件使用，以及基本的操作常識(shí)等等，所以要學(xué)好一門學(xué)科，對(duì)多個(gè)方面的了解是很有必要的。本次課程設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)課本知識(shí)的了解，而且大大增強(qiáng)了我們課外自學(xué)和動(dòng)手能力，讓我受益良多