基于MATLAB的数字调制.docx
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基于MATLAB的数字调制
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。
一.数字调制与解调原理
1.12ASK
（1）2ASK
2ASK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：
1.22FSK
2FSK可以看做是2个不同频率的2ASK的叠加,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。
公式如下：
1。
32PSK
2PSK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π表示数据1或者0,每种相位与之一一对应。
二．数字调制技术的仿真实现
本课程设计需要借助MATLAB的M文件编程功能，对2ASK。
。
2PSK.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
closeall
clearall
n=16；
fc=1000000;bitRate=1000000；
N=50;
%noise=ti；
noise=10；
signal=source（n，N）;％生成二进制代码
transmittedSignal=askModu（signal，bitRate,fc，N）；％调制后信号
signal1=gussian（transmittedSignal，noise）；%加噪声
configueSignal=demoASK（signal1，bitRate，fc,n，N）；
source代码
functionsendSignal=source（n，N）
sendSignal=randint（1，n）
bit=[］；
fori=1：
length（sendSignal）
ifsendSignal（i）==0
bit1=zeros（1，N）；
else
bit1=ones（1,N）;
end
bit=［bit，bit1］；
end
figure
（1）
plot（1：
length（bit），bit），title（’transmittingofbinary’）,gridon；
axis（[0，N＊length（sendSignal）,—2,2］）;
end
askModu代码
functiontransmittedSignal=askModu（signal,bitRate，fc,N）％signal为输入信号，bitrate为bit速率，fc调制信号频率,N
％signal=［00101101］；
%bitRate=1000000；
%fc=1000000；
％N=32;
t=linspace（0，1/bitRate,N）；
c=sin（2＊pi＊t*fc）;
transmittedSignal=[］；
fori=1:
length（signal）
transmittedSignal=[transmittedSignal,signal（i）*c］;
end
figure
（2）％画调制图
plot（1：
length（transmittedSignal），transmittedSignal）；title（’ModulationofASK’）;gridon;
figure（3）%画频谱实部
m=0：
length（transmittedSignal）—1；
F=fft（transmittedSignal）;
plot（m，abs（real（F））），title（’ASK_frequency—domainanalysisreal’）;
gridon;
%figure（4）画频谱虚部
％plot（m，imag（F））;title（'ASK_frequency-domainanalysisimag'）；
%gridon；
end
CheckRatePe代码
functionPeWrong=CheckRatePe（signal1,signal2，s）
rights=0；
wrongs=0;
forki=1：
s—2
if（signal1（ki）==signal2（ki））
rights=rights+1；
else
wrongs=wrongs+1；
end
end
PeWrong=wrongs/（wrongs+rights）;
end
demoASK代码
functionbitstream=demoASK（receivedSignal，bitRate,fc，n，N）
loadnum
signal1=receivedSignal；
signal2=abs（signal1）；％ÕûÁ÷
signal3=filter（num1，1,signal2）；%LPF,°üÂç¼ì²¨
IN=fix（length（num1）/2）；％ÑÓ³Ùʱ¼ä
bitstream=[］；
LL=fc/bitRate＊N；
i=IN+LL/2；
while（i<=length（signal3））％Åоö
bitstream=［bitstream,signal3（i）〉=0。
5］;
i=i+LL;
end
figure（6）
subplot（3，1,1）；%接收波形
plot（1：
length（signal1），signal1）；title（'Waveofreceivingterminal（includingnoise）’）；gridon；
subplot（3，1，2）；%接收整流后波形
plot（1：
length（signal2），signal2）;title（’Waveofcommutate’）；gridon;
subplot（3，1，3）；%包络检波波形
plot（1:
length（signal3），signal3）；title（'WaveofLPF’）；gridon;
bit=［];
fori=1：
length（bitstream）
ifbitstream（i）==0
bit1=zeros（1,N）；
else
bit1=ones（1,N）；
end
bit=［bit,bit1］；
end
figure（7）%解调后的二进制波形
plot（bit），title（’binaryofreceivingterminal’）,gridon；
axis（[0，N＊length（bitstream）,—2。
5，2。
5］）；
end
gussian代码％加高斯白噪声
functionsignal=gussian（transmittedSignal，noise）
signal=sqrt
（2）*transmittedSignal；
signal=awgn（signal,noise）;
figure（5）
plot（1：
length（signal），signal）；
title（’Waveincludingnoise’），gridon；
end
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////fsk主函数代码
closeall
clearall
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）；%调制
signal1=gussian（transmittedSignal，noise）；％加噪声
configueSignal=demoFSK（signal1，bitRate,f1,f2，N）；%解调
source代码％二进制信号产生函数
functionsendSignal=source（n，N）
sendSignal=randint（1，n）
bit=[］;
fori=1：
length（sendSignal）
ifsendSignal（i）==0
bit1=zeros（1，N）;
else
bit1=ones（1，N）；
end
bit=［bit,bit1］;
end
figure
（1）
plot（bit），title（’transmittingofbinary’），gridon；
axis（［0,N*length（sendSignal）,—2.5,2.5]）;
end
fskModu代码％频率调制函数
functiontransmittedSignal=fskModu（signal,bitRate，f1,f2，N）
t=linspace（0，1/bitRate，N）；
c1=sin（2*pi＊t*f1）；%调制信号1
c2=sin（2＊pi*t*f2）;%调制信号2
transmittedSignal=［］；
fori=1：
length（signal）％调制
ifsignal（i）==1
transmittedSignal=［transmittedSignal，c1]；
else
transmittedSignal=[transmittedSignal,c2］；
end
end
figure
（2）％画调制后波形图
plot（1：
length（transmittedSignal），transmittedSignal）；title（’ModulationofFSK’）;gridon；
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—domainanalysisreal’）；
gridon；
end
demoFSK代码
functionbitstream=demoFSK（receivedSignal，bitRate，f1，f2，N）
loadnum
signal1=receivedSignal;
signal2=filter（gaotong，1,signal1）；%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
bitstream1=［］；
LL=N；%每个bit的抽样点数
i=IN1+LL/2；
while（i〈=length（signal3））％判决
bitstream1=［bitstream1，signal3（i）>=0。
5］；
i=i+LL;
end
bitstream1
figure（5）
subplot（3,1,1）；
plot（1：
length（signal1）,signal1）;title（’Waveofreceivingterminal（includingnoise）'）;gridon；
subplot（3，1，2）;
plot（1：
length（signal2），signal2）;title（'AfterPassingHPF’）;gridon;
subplot（3，1，3）；
plot（1：
length（signal3）,signal3）;title（’AfterPassingLPF’）；gridon；
signal4=filter（daitong，1,signal1）；％通过BPF得到低频分量
signal5=abs（signal4）;％整流
signal5=filter（lowpass，1，signal5）；%通过LPF,形成包络
IN2=fix（length（lowpass）/2）+fix（length（daitong）/2）;％延迟时间
bitstream2=［］；
LL=N；％每个bit的的抽样点数
i=IN2+LL/2；
while（i<=length（signal5））％判决
bitstream2=[bitstream2，signal5（i）〉=0。
5］；
i=i+LL；
end
bitstream2
figure（6）
subplot（3，1，1）;
plot（1：
length（signal1）,signal1）；title（'Waveofreceivingterminal（includingnoise）'）；gridon；
subplot（3，1,2）；
plot（1：
length（signal4），signal4）；title（’AfterPassingBPF’）；gridon；
subplot（3,1,3）；
plot（1:
length（signal5），signal5）;title（'AfterPassingLPF'）；gridon；
fori=1:
min（length（bitstream1），length（bitstream2））％判决
if（bitstream1（i）〉bitstream2（i））
bitstream（i）=1;
else
bitstream（i）=0；
end
end
bitstream
bit=[];％接收端波形
fori=1：
length（bitstream）
ifbitstream（i）==0
bit1=zeros（1,N）;
else
bit1=ones（1，N）；
end
bit=[bit,bit1]；
end
figure（7）
plot（bit），title（’binaryofreceivingterminal’），gridon;
axis（［0，N*length（bitstream），—2。
5,2。
5］）；
end
CheckRatePe代码
functionPeWrong=CheckRatePe（signal1,signal2，s）
rights=0；
wrongs=0;
forki=1：
s—2
if（signal1（ki）==signal2（ki））
rights=rights+1；
else
wrongs=wrongs+1；
end
end
PeWrong=wrongs/（wrongs+rights）;
end
gussian代码
functionsignal=gussian（transmittedSignal，noise）
signal=sqrt
（2）＊transmittedSignal;
signal=awgn（signal，noise）；
figure（4）
plot（1：
length（signal），signal），title（'AddingNoise'）；
gridon;
end
2psk主函数代码
closeall
clearall
n=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（signal，bitRate,fc，N）；％对信号进行调制并进行频
%谱分析
signal1=gussian（transmittedSignal，noise）％加信道噪声
configueSignal=demoBPSK（signal1，bitRate，fc,n，N）;％信号解调
source代码
functionsendSignal=source（n，N）
sendSignal=randint（1，n）
bit=［]；
fori=1：
length（sendSignal）
ifsendSignal（i）==0
bit1=zeros（1，N）；
else
bit1=ones（1,N）；
end
bit=［bit,bit1]；
end
figure
（1）
plot（bit）,title（'transmittingofbinary’），gridon；
axis（［0，N*length（sendSignal），—2。
5，2。
5］）；
end
bpskModu代码
functiontransmittedSignal=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=［］；
fori=1：
length（signal）
ifsignal（i）==1
transmittedSignal=［transmittedSignal，c1]；
else
transmittedSignal=［transmittedSignal，c2］；
end
end
figure
（2）％画调制图
plot（1：
length（transmittedSignal），transmittedSignal）；title（’ModulationofBPSK'）;gridon;
figure（3）％画频谱图
m=0：
length（transmittedSignal）—1;
F=fft（transmittedSignal）;
plot（m，abs（real（F））），title（’BPSK_frequency—domainanalysisreal'）;
gridon;
end
CheckRatePe代码
functionPeWrong=CheckRatePe（signal1，signal2,s）
rights=0；
wrongs=0;
forki=1:
s—2
if（signal1（ki）==signal2（ki））
rights=rights+1；
else
wrongs=wrongs+1;
end
end
PeWrong=wrongs/（wrongs+rights）；
end
demoBPSK代码
functionbitstream=demoBPSK（receivedSignal,bitRate,fc，n，N）
loadnum%读取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=［］;
fori=1:
n
signal=［signal，c]；
end
signal2=signal1。
＊signal；％乘同频同相sin
signal3=filter（num1,1,signal2）；%LPF，包络检波3
IN=fix（length（num1）/2）；％Ñ延迟时间
bitstream=［］;
LL=fc/bitRate＊N；
i=IN+LL/2；
while（i〈=length（signal3））％判决
bitstream=［bitstream，signal3（i）>=0]；
i=i+LL；
end
figure（5）
subplot（3,1,1）;％画接收的包含噪声的波形
plot（1：
length（signal1），signal1）;title（’Waveofreceivingterminal（includingnoise）’）;gridon;
subplot（3，1，2）；％相干解调波形
plot（1：
length（signal2），signal2）；title（’AfterMultiplingsinFuction'）；gridon;
subplot（3，1，3）;％包络检波波形
plot（1:
length（signal3）,signal3）；title（'WaveofLPF’）；gridon;
bit=[］；
fori=1:
length（bitstream）
ifbitstream（i）==0
bit1=zeros（1,N）;
else
bit1=ones（1,N）;
end
bit=［bit，bit1］；
end
figure（6）二进制接收信号波形
plot（bit）；title（’binaryofreceivingterminal’）；gridon；
axis（［0，N＊length（bitstream），-2.5,2.5］）；
end
gussian代码
functionsignal=gussian（transmittedSignal,noise）
signal=sqrt
（2）＊transmittedSignal；
signal=awgn（signal，noise）;
figure（4）
plot（1：
length（signal），signal），gridon；
title（’Addingnoise’）
end
三种调制方式的性能比较：
loadPeRate;
loadPeRatep；
%补偿误差
fpeask（15）=1e-3;
fpefsk（9）=1e-3；
fpepsk（24）=0。
002；
fpepsk（26）=1e-3;
figure
（1）
se
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