调频FM仿真程序

一 一 初始化 echo off close all clear all clc FM 调制 dt 0 001 设定时间步长 t 0 dt 1 5 产生时间向量 am 5 设定调制信号幅度 fm 5 设定调制信号频率 mt am cos 2 pi fm t 生成调制信号 fc 50 设定载波频率 ct cos 2 pi fc t 生成载波 kf 10 设定调频指数 int mt 1 0 for i 1 length t 1 int mt i 1 int mt i mt i dt 求信号 m t 的积分 end 调制 产生已调信号 sfm am cos 2 pi fc t 2 pi kf int mt 已调信号 disp 按任意键可以看到原调制信号 载波信号和已调信号的曲线 pause figure 1 figure 1 subplot 3 1 1 plot t mt 绘制调制信号的时域图 xlabel 时间 t title 调制信号的时域图 subplot 3 1 2 plot t ct 绘制载波的时域图 xlabel 时间 t title 载波的时域图 subplot 3 1 3 plot t sfm 绘制已调信号的时域图 xlabel 时间 t title 已调信号的时域图 二 二 初始化 echo off close all clear all clc FM 调制 dt 0 001 设定时间步长 t 0 dt 1 5 产生时间向量 am 5 设定调制信号幅度 fm 5 设定调制信号频率 mt am cos 2 pi fm t 生成调制信号 fc 50 设定载波频率 ct cos 2 pi fc t 生成载波 kf 10 设定调频指数 int mt 1 0 for i 1 length t 1 int mt i 1 int mt i mt i dt 求信号 m t 的积分 end 调制 产生已调信号 sfm am cos 2 pi fc t 2 pi kf int mt 已调信号 添加高斯白噪声 sn1 10 设定信躁比 小信噪比 sn2 30 设定信躁比 大信噪比 sn 0 设定信躁比 无信噪比 db am 2 2 10 sn 10 计算对应的高斯白躁声的方差 n sqrt db randn size t 生成高斯白躁声 nsfm n sfm 生成含高斯白躁声的已调信号 信号通 过信道传输 FM 解调 for i 1 length t 1 接受信号通过微分器处理 diff nsfm i nsfm i 1 nsfm i dt end diff nsfmn abs hilbert diff nsfm hilbert 变换 求绝对值得到瞬时 幅 度 包络检波 zero max diff nsfmn min diff nsfmn 2 diff nsfmn1 diff nsfmn zero 时域到频域转换 ts 0 001 抽样间隔 fs 1 ts 抽样频率 df 0 25 所需的频率分辨率 用在求傅里叶变换 时 它表示 FFT 的最小频率间隔 对调制信号 m t 求傅里叶变换 m am cos 2 pi fm t 原调信号 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length m n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 M fft m n m m zeros 1 n n2 df1 fs n 以上程序是对调制后的信号 u 求傅里变换 M M fs 缩放 便于在频谱图上整体观察 f 0 df1 df1 length m 1 fs 2 时间向量对应的频率向量 对已调信号 u 求傅里变换 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length sfm n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 U fft sfm n u sfm zeros 1 n n2 df1 fs n 以上是对已调信号 u 求傅里变换 U U fs 缩放 disp 按任意键可以看到原调制信号和已调信号在频域内的图形 pause figure 2 figure 2 subplot 2 1 1 plot f abs fftshift M fftshift 将 FFT 中的 DC 分量移到频谱中心 xlabel 频率 f title 原调制信号的频谱图 subplot 2 1 2 plot f abs fftshift U xlabel 频率 f title 已调信号的频谱图 三 三 初始化 echo off close all clear all clc FM 调制 dt 0 001 设定时间步长 t 0 dt 1 5 产生时间向量 am 5 设定调制信号幅度 fm 5 设定调制信号频率 mt am cos 2 pi fm t 生成调制信号 fc 50 设定载波频率 ct cos 2 pi fc t 生成载波 kf 10 设定调频指数 int mt 1 0 for i 1 length t 1 int mt i 1 int mt i mt i dt 求信号 m t 的积分 end 调制 产生已调信号 sfm am cos 2 pi fc t 2 pi kf int mt 已调信号 添加高斯白噪声 sn1 10 设定信躁比 小信噪比 sn2 30 设定信躁比 大信噪比 sn 0 设定信躁比 无信噪比 db am 2 2 10 sn 10 计算对应的高斯白躁声的方差 n sqrt db randn size t 生成高斯白躁声 nsfm n sfm 生成含高斯白躁声的已调信号 信号通 过信道传输 FM 解调 for i 1 length t 1 接受信号通过微分器处理 diff nsfm i nsfm i 1 nsfm i dt end diff nsfmn abs hilbert diff nsfm hilbert 变换 求绝对值得到瞬时 幅 度 包络检波 zero max diff nsfmn min diff nsfmn 2 diff nsfmn1 diff nsfmn zero 时域到频域转换 ts 0 001 抽样间隔 fs 1 ts 抽样频率 df 0 25 所需的频率分辨率 用在求傅里叶变换 时 它表示 FFT 的最小频率间隔 对调制信号 m t 求傅里叶变换 m am cos 2 pi fm t 原调信号 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length m n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 M fft m n m m zeros 1 n n2 df1 fs n 以上程序是对调制后的信号 u 求傅里变换 M M fs 缩放 便于在频谱图上整体观察 f 0 df1 df1 length m 1 fs 2 时间向量对应的频率向量 对已调信号 u 求傅里变换 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length sfm n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 U fft sfm n u sfm zeros 1 n n2 df1 fs n 以上是对已调信号 u 求傅里变换 U U fs 缩放 disp 按任意键可以看到原调制信号 无噪声条件下已调信号和解调信号的曲 线 pause figure 3 figure 3 subplot 3 1 1 plot t mt 绘制调制信号的时域图 xlabel 时间 t title 调制信号的时域图 subplot 3 1 2 plot t sfm 绘制已调信号的时域图 xlabel 时间 t title 无噪声条件下已调信号的时域图 nsfm sfm for i 1 length t 1 接受信号通过微分器处理 diff nsfm i nsfm i 1 nsfm i dt end diff nsfmn abs hilbert diff nsfm hilbert 变换 求绝对值得到 瞬 时幅度 包络检波 zero max diff nsfmn min diff nsfmn 2 diff nsfmn1 diff nsfmn zero subplot 3 1 3 绘制无噪声条件下解调信号的时域图 plot 1 length diff nsfmn1 1000 diff nsfmn1 400 r xlabel 时间 t title 无噪声条件下解调信号的时域图 四 四 初始化 echo off close all clear all clc FM 调制 dt 0 001 设定时间步长 t 0 dt 1 5 产生时间向量 am 5 设定调制信号幅度 fm 5 设定调制信号频率 mt am cos 2 pi fm t 生成调制信号 fc 50 设定载波频率 ct cos 2 pi fc t 生成载波 kf 10 设定调频指数 int mt 1 0 for i 1 length t 1 int mt i 1 int mt i mt i dt 求信号 m t 的积分 end 调制 产生已调信号 sfm am cos 2 pi fc t 2 pi kf int mt 已调信号 添加高斯白噪声 sn1 10 设定信躁比 小信噪比 sn2 30 设定信躁比 大信噪比 sn 0 设定信躁比 无信噪比 db am 2 2 10 sn 10 计算对应的高斯白躁声的方差 n sqrt db randn size t 生成高斯白躁声 nsfm n sfm 生成含高斯白躁声的已调信号 信号通 过信道传输 FM 解调 for i 1 length t 1 接受信号通过微分器处理 diff nsfm i nsfm i 1 nsfm i dt end diff nsfmn abs hilbert diff nsfm hilbert 变换 求绝对值得到瞬时 幅 度 包络检波 zero max diff nsfmn min diff nsfmn 2 diff nsfmn1 diff nsfmn zero 时域到频域转换 ts 0 001 抽样间隔 fs 1 ts 抽样频率 df 0 25 所需的频率分辨率 用在求傅里叶变换 时 它表示 FFT 的最小频率间隔 对调制信号 m t 求傅里叶变换 m am cos 2 pi fm t 原调信号 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length m n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 M fft m n m m zeros 1 n n2 df1 fs n 以上程序是对调制后的信号 u 求傅里变换 M M fs 缩放 便于在频谱图上整体观察 f 0 df1 df1 length m 1 fs 2 时间向量对应的频率向量 对已调信号 u 求傅里变换 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length sfm n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 U fft sfm n u sfm zeros 1 n n2 df1 fs n 以上是对已调信号 u 求傅里变换 U U fs 缩放 disp 按任意键可以看到原调制信号 小信噪比高斯白噪声条件下已调信号和 解调信号已调信号的曲线 pause figure 4 figure 4 subplot 3 1 1 plot t mt 绘制调制信号的时域图 xlabel 时间 t title 调制信号的时域图 db1 am 2 2 10 sn1 10 计算对应的小信噪比高斯白躁声的方差 n1 sqrt db1 randn size t 生成高斯白躁声 nsfm1 n1 sfm 生成含高斯白躁声的已调信号 信号通 过信道传输 for i 1 length t 1 接受信号通过微分器处理 diff nsfm1 i nsfm1 i 1 nsfm1 i dt end diff nsfmn1 abs hilbert diff nsfm1 hilbert 变换 求绝对值得到 瞬 时幅度 包络检波 zero max diff nsfmn min diff nsfmn 2 diff nsfmn1 diff nsfmn1 zero subplot 3 1 2 plot 1 length diff nsfm diff nsfm 绘制含小信噪比高斯白噪声已 调 信号的时域图 xlabel 时间 t title 含小信噪比高斯白噪声已调信号的时域图 subplot 3 1 3 绘制含小信噪比高斯白噪声解调信号的时域图 plot 1 length diff nsfmn1 1000 diff nsfmn1 400 r xlabel 时间 t title 含小信噪比高斯白噪声解调信号的时域图 五 五 初始化 echo off close all clear all clc FM 调制 dt 0 001 设定时间步长 t 0 dt 1 5 产生时间向量 am 5 设定调制信号幅度 fm 5 设定调制信号频率 mt am cos 2 pi fm t 生成调制信号 fc 50 设定载波频率 ct cos 2 pi fc t 生成载波 kf 10 设定调频指数 int mt 1 0 for i 1 length t 1 int mt i 1 int mt i mt i dt 求信号 m t 的积分 end 调制 产生已调信号 sfm am cos 2 pi fc t 2 pi kf int mt 已调信号 添加高斯白噪声 sn1 10 设定信躁比 小信噪比 sn2 30 设定信躁比 大信噪比 sn 0 设定信躁比 无信噪比 db am 2 2 10 sn 10 计算对应的高斯白躁声的方差 n sqrt db randn size t 生成高斯白躁声 nsfm n sfm 生成含高斯白躁声的已调信号 信号通 过信道传输 FM 解调 for i 1 length t 1 接受信号通过微分器处理 diff nsfm i nsfm i 1 nsfm i dt end diff nsfmn abs hilbert diff nsfm hilbert 变换 求绝对值得到瞬时 幅 度 包络检波 zero max diff nsfmn min diff nsfmn 2 diff nsfmn1 diff nsfmn zero 时域到频域转换 ts 0 001 抽样间隔 fs 1 ts 抽样频率 df 0 25 所需的频率分辨率 用在求傅里叶变换 时 它表示 FFT 的最小频率间隔 对调制信号 m t 求傅里叶变换 m am cos 2 pi fm t 原调信号 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length m n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 M fft m n m m zeros 1 n n2 df1 fs n 以上程序是对调制后的信号 u 求傅里变换 M M fs 缩放 便于在频谱图上整体观察 f 0 df1 df1 length m 1 fs 2 时间向量对应的频率向量 对已调信号 u 求傅里变换 fs 1 ts if nargin 2 n1 0 else n1 fs df end n2 length sfm n 2 max nextpow2 n1 nextpow2 n2 U fft sfm n