MATLAB仿真的ASKPSKFSK性能比较和分析报告

1、2ASK、 2FSK、 2PSK 数 字 调 制 系 统 的Matlab 实现及性能分析与比较引言：数字带通传输系统为了进行长距离传输，克服传输失真，传输损耗，同时 保证带内特性。必须对数字信号进行载波调制，将信号频谱搬移到高频段才能在 信道中传输，因而现代通信系统采取数字调制技术。通过数字基带信号对载波某 些参量进行控制，使之随机带信号的变化而变化。根据控制载波参量大的不同， 数字调制有调幅（ASK，调频（FSK），调相（PSK）三种基本形式。Matlab用于仿 真，分析和修改，还可以应用图形界面功能 GUI能为仿真系统生成一个人机交互 界面，便于仿真系统的操作，因此采用matlab对数字系

2、统进行仿真。通过对系统的仿真，我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能（）及影响性能的因素，从而便于改进系统，获得更佳的传输性能。关键词：数字系统性能 ASK. FSK. PSK. Matlab. 仿真.数字调制与解调原理1.1 2ASK(1)2ASK2ASK就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的 幅度来传递的。由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或 者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号 1时，传输载波；当调 制的数字信号为0时，不传输载波。公式为：Aco ct,当 ak = 1 皿帖。当ar抽样脉冲COSWT1.2 2FSK2FSK可以

3、看做是2个不同频率的2ASK勺叠加，其调制与解调方法与 2ASK差不多，主要频率F1和F2,不同的组合产生所要求的2FSK调制信号3FSKJWiflHeffl公式如下：Acosjt,当 ak = 1 S2FSK(t Acos 2t，当a/01.3 2PSK2PSK以载波的相位变化为基准，载波的相位随数字基带序列信号的 1或者0而 改变，通常用已经调制完的载波的 0或者n表示数据1或者0,每种相位与之一一对应2尸 I弋近J牛U框两覩宇丢帶梧号蒂刈迎菠莖2PSK信号的解遍框图抽悴判决垃定时1S复強岀信号二.数字调制技术的仿真实现本课程设计需要借助 MATLAB勺M文件编程功能，对2ASK.2PSK

4、.2FSK进行调制 与解调的设计，并绘制出调制与解调后的波形，误码率的情况分析，软件仿真可 在已有平台上实现。1.2ASK代码主函数close allclear alln=16。fc=1OOOOOO 。 bitRate=1OOOOOO。N=50。%no ise=ti。no ise=10 。sig na匸source( n,N)。%生成二进制代码O %调制后信号%加噪声tra nsmittedSig nal=askModu(sig nal,bitRate,fc,N) sig nal1=gussia n(tra nsmittedSig nal, no ise)con figueSig na匸dem

5、oASK(sig nal1,bitRate,fc, n,N)source 代码fun cti onsen dSig na匸source( n,N)sendSignal=randint(1,n)bit= 。for i=1:length(sendSignal)if sendSignal(i)=0bit1=zeros(1,N)elsebit1=ones(1,N) 。endbit=bit,bit1 。endfigure(1)plot(1:length(bit),bit),title( axis(0,N*length(sendSignal),-2,2) endtransmitting of binary

6、。),grid onaskModu 代码function transmittedSignal=askModu(signal,bitRate,fc,N)%signal号，bitrate 为bit速率，fc调制信号频率，N%signal=0 0 1 0 1 1 0 1。% bitRate=1000000。% fc=1000000。% N=32 。t=linspace(0,1/bitRate,N)。c=sin(2*pi*t*fc)。transmittedSignal=。for i=1:length(signal) transmittedSignal=transmittedSignal,signal(

7、i)*c endfigure(2) % 画调制图 plot(1:length(transmittedSignal),transmittedSignal)of ASK )。grid on。figure(3)% 画频谱实部m=0:length(transmittedSignal)-1。F=fft(transmittedSignal)。plot(m,abs(real(F),title(ASK_frequency-domain analysis realgrid on 。%figure(4) 画频谱虚部%plot(m,imag(F) 。 title(ASK_frequency-domain analy

8、sis imag)%grid on 。endCheckRatePe 代码为输入信Modulationfunction PeWrong=CheckRatePe(signal1,signal2,s) rights=0 。wrongs=0 。for ki=1:s-2if (signal1(ki)=signal2(ki) rights=rights+1。else wrongs=wrongs+1。endendPeWrong=wrongs/(wrongs+rights) 。 enddemoASK 代码function bitstream=demoASK(receivedSignal,bitRate,fc,

9、n,N)load numsignal1=receivedSignal 。 signal2=abs(signal1) 。 signal3=filter(num1,1,signal2) IN=fix(length(num1)/2) 。 bitstream= 。LL=fc/bitRate*N 。i=IN+LL/2 。while (i=0.5 i=i+LL 。endfigure(6)subplot(3,1,1)。 %接收波形plot(1:length(signal1),signal1) terminal(including noise) 。 gridsubplot(3,1,2)。 %接收整流后波形pl

10、ot(1:length(signal2),signal2) subplot(3,1,3)。 %包络检波波形plot(1:length(signal3),signal3)bit= 。for i=1:length(bitstream)if bitstream(i)=0 bit1=zeros(1,N) 。else%?d-%LPFu ? i 2 %?o 3ue ?%?D?。title( Wave of receivingon 。 title( Wave of commutate ) 。 grid。 title( Wave of LPF ) 。 grid ononon。 %调制%加噪声。%解调bit1=

11、ones(1,N) 。endbit=bit,bit1 。endfigure(7)% 解调后的二进制波形onplot(bit),title( binary of receiving terminal ),grid axis(0,N*length(bitstream),-2.5,2.5) 。endgussian 代码 %加高斯白噪声 function signal=gussian(transmittedSignal,noise) signal=sqrt(2)*transmittedSignal signal=awgn(signal,noise) 。 figure(5)plot(1:length(s

12、ignal),signal) 。 title( Wave including noise ),grid end / / / fsk 主函数代码 close all clear all n=16 。%二进制代码长度 f1=18000000 。%频率 1 f2=6000000 。%频率 2 bitRate=1000000。 %bit 速率N=50 。 %码元宽度 %noise=ti 。 noise=10 。 %家性噪声大小 signal=source(n,N)。 %产生二进制代码transmittedSignal=fskModu(signal,bitRate,f1,f2,N) signal1=gu

13、ssian(transmittedSignal,noise) configueSignal=demoFSK(signal1,bitRate,f1,f2,N)source 代码 %二进制信号产生函数function sendSignal=source(n,N)sendSignal=randint(1,n)bit= 。for i=1:length(sendSignal)if sendSignal(i)=0bit1=zeros(1,N)else bit1=ones(1,N) 。endbit=bit,bit1 。endfigure(1),grid on。plot(bit),title( transmi

14、tting of binary axis(0,N*length(sendSignal),-2.5,2.5) endfskModu 代码 %频率调制函数function transmittedSignal=fskModu(signal,bitRate,f1,f2,N) t=linspace(0,1/bitRate,N) 。c1=sin(2*pi*t*f1)。 %调制信号 1c2=sin(2*pi*t*f2)。 %调制信号 2transmittedSignal=。for i=1:length(signal)%调制if signal(i)=1 transmittedSignal=transmitte

15、dSignal,c1。else transmittedSignal=transmittedSignal,c2。endendfigure(2)% 画调制后波形图Modulationplot(1:length(transmittedSignal),transmittedSignal)。title(of FSK )。grid on。figure(3) % 画调制后频谱图m=0:length(transmittedSignal)-1。F=fft(transmittedSignal)。plot(m,abs(real(F),title(ASK_frequency-domain analysis realg

16、rid on 。enddemoFSK 代码functionbitstream=demoFSK(receivedSignal,bitRate,f1,f2,N)loadnumsignal1=receivedSignal。signal2=filter(gaotong,1,signall)。%通过 HPF，得到高通分量signal3=abs(signal2) 。%整流signal3=filter(lowpass,1,signal3) 。 %通过低通，形成包络 bitstream= 。IN1=fix(length(lowpass)/2)+fix(length(gaotong)/2) 。%延迟时间bits

17、tream1= 。%每个 bit 的抽样点数%判决。LL=N 。i=IN1 +LL/2。while (i=0.5 i=i+LL 。endbitstream1figure(5)subplot(3,1,1) 。 title( on 。Wave of receiving。title(AfterPassingHPF ) 。 grid on 。 title(AfterPassingLPF ) 。 grid on 。 %通过 BPF 得到低频分量%整流。 %通过 LPF ，形成包络%延迟时间plot(1:length(signal1),signal1) terminal(including noise)

18、。 gridsubplot(3,1,2)。plot(1:length(signal2),signal2) subplot(3,1,3)。plot(1:length(signal3),signal3)signal4=filter(daitong,1,signal1)signal5=abs(signal4) 。signal5=filter(lowpass,1,signal5)IN2=fix(length(lowpass)/2)+fix(length(daitong)/2)%每个 bit 的的抽样点数bitstream2= LL=N 。i=IN2 +LL/2while (i=0.5 i=i+LL 。

19、endbitstream2figure(6)subplot(3,1,1) 。 title(AfterPassingBPF ) 。 grid on。 title(AfterPassingLPF) 。 grid on。 title(Wave of receivingon 。%判决plot(1:length(signal1),signal1) terminal(including noise) 。 gridsubplot(3,1,2)。plot(1:length(signal4),signal4)subplot(3,1,3)。plot(1:length(signal5),signal5) for i

20、=1:min(length(bitstream1),length(bitstream2) if (bitstream1(i)bitstream2(i)bitstream(i)=1elsebitstream(i)=0 。endendbitstreambit= 。%接收端波形for i=1:length(bitstream)if bitstream(i)=0 bit1=zeros(1,N) 。else bit1=ones(1,N) 。endbit=bit,bit1 。endfigure(7)onplot(bit),title( binary of receiving terminal ),grid

21、 axis(0,N*length(bitstream),-2.5,2.5) 。endCheckRatePe 代码function PeWrong=CheckRatePe(signal1,signal2,s) rights=0 。wrongs=0 。for ki=1:s-2if (signal1(ki)=signal2(ki) rights=rights+1。elsewrongs=wrongs+1。endend PeWrong=wrongs/(wrongs+rights) 。endgussian 代码function signal=gussian(transmittedSignal,noise)

22、 signal=sqrt(2)*transmittedSignal 。 signal=awgn(signal,noise) 。figure(4)plot(1:length(signal),signal),title(Adding Noise)grid on 。end2psk 主函数代码close all clear alln=16 。%二进制码长fc=1000000 。%载波频率 bitRate=1000000 。信息频率N=50 。%码宽noise=10 。 %信道加性噪声大小 signal=source(n,N) 。生成二进制代码 transmittedSignal=bpskModu(si

23、gnal,bitRate,fc,N) 分析 signal1=gussian(transmittedSignal,noise)% configueSignal=demoBPSK(signal1,bitRate,fc,n,N)source 代码function sendSignal=source(n,N)sendSignal=randint(1,n)bit= 。for i=1:length(sendSignal)if sendSignal(i)=0bit1=zeros(1,N) 。elsebit1=ones(1,N) 。endbit=bit,bit1 。endfigure(1)plot(bit),

24、title( transmitting of binaryaxis(0,N*length(sendSignal),-2.5,2.5) end。对信号进行调制并进行频谱加信道噪声。 %信号解调),grid onbpskModu 代码function transmittedSignal=bpskModu(signal,bitRate,fc,N) t=linspace(0,1/bitRate,N) 。 c1=sin(2*pi*t*fc) 。c2=sin(2*pi*t*fc + pi)。transmittedSignal= 。for i=1:length(signal)if signal(i)=1 t

25、ransmittedSignal=transmittedSignal,c1。elsetransmittedSignal=transmittedSignal,c2。endendfigure(2) % 画调制图Modulationplot(1:length(transmittedSignal),transmittedSignal)。title(of BPSK )。grid on。figure(3)% 画频谱图 m=0:length(transmittedSignal)-1。F=fft(transmittedSignal)。plot(m,abs(real(F),title(BPSK_frequenc

26、y-domain analysis realgrid on 。endCheckRatePe 代码function PeWrong=CheckRatePe(signal1,signal2,s) rights=0 。wrongs=0 。for ki=1:s-2if (signal1(ki)=signal2(ki)rights=rights+1。elsewrongs=wrongs+1。endendPeWrong=wrongs/(wrongs+rights)。enddemoBPSK 代码functionbitstream=demoBPSK(receivedSignal,bitRate,fc,n,N)l

27、oadnum%卖取num存储的低通滤波用的数据signal1=receivedSignal。t=linspace(0,1/bitRate,N)。c=sin(2*pi*t*fc)。signal=。for i=1:nsignal=signal,c。endsignal2=signal1.*signal signal3=filter(num1,1,signal2) IN=fix(length(num1)/2) bitstream= 。LL=fc/bitRate*N 。 i=IN+LL/2 。while (i=0 i=i+LL 。%乘同频同相 sin。 %LPF, 包络检波 3%?延迟时间%判决。end

28、figure(5)subplot(3,1,1)。 %画接收的包含噪声的波形plot(1:length(signal1),signal1)。 title(terminal(including noise) 。 grid on 。subplot(3,1,2)。 %相干解调波形plot(1:length(signal2),signal2)。 title(Fuction ) 。 grid on 。subplot(3,1,3)。 %包络检波波形plot(1:length(signal3),signal3)。 title(Wave of receivingAfter Multipling sinWave

29、of LPF ) 。 gridonbit= 。for i=1:length(bitstream)if bitstream(i)=0 bit1=zeros(1,N) 。else bit1=ones(1,N) 。end bit=bit,bit1 。endfigure(6)二进制接收信号波形) 。 gridonplot(bit)。 title( binary of receiving terminalaxis(0,N*length(bitstream),-2.5,2.5) endgussian 代码function signal=gussian(transmittedSignal,noise) si

30、gnal=sqrt(2)*transmittedSignal 。 signal=awgn(signal,noise) 。figure(4)plot(1:length(signal),signal),grid on title(Adding noise)end三种调制方式的性能比较load PeRate 。load PeRatep 。%补偿误差 fpeask(15)=1e-3 。fpefsk(9)=1e-3 。fpepsk(24)=0.002 。fpepsk(26)=1e-3 。figure(1)semilogy(-6:length(fpeask)-7,fpeask,-6:length(fpef

31、sk)-7,fpefsk,-30:length(fpepsk)-31,fpepsk),gridon 。）。title( legend( xlabel( ylabel(Analysis Of Bit Error RateASK , FSK , PSK ) 。r/dB ) 。Pe ) 。figure(2)semilogy(-6:length(fpefsk)-7,fpeask)。 grid on 。title(Bit Error Rate Of ASK）。xlabel(r/dB ) 。ylabel(PeASK ) 。figure(3)semilogy(-6:length(fpefsk)-7,fpef

32、sk)。 grid on 。title(Bit Error Rate Of FSK）。xlabel(r/dB ) 。ylabel(PeFSK ) 。figure(4)semilogy(-16:length(fpepsk)-17,fpepsk)。 grid ontitle(Bit Error Rate Of PSK）。axis(-16,10,1e-3,1) xlabel( r/dB ) 。 ylabel( PePSK )三程序与调制解调波形3.1 2ASK 波形1 随机信号产生binary of receiving terminal01002003004005006007003信号噪声附加5解调出的基带信号3.2 . FSK1随机信号产生2FSK信号调制3信号噪声附加4接受信号解调Wave ofeceiving terminal(iriclliiiding noise)5 iiiiiiII5iiiiiii0100200300400500600700800After Passing BPF0100200300400500600