matlab實現(xiàn)fskask

1、科研實踐報告學(xué)院： 專業(yè)：電子信息工程班級：姓名： 學(xué)號：一、MATLAB簡介：MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計算軟件的先進水平。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLA

2、B來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成為一個強大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C+，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計、測試和測量、財務(wù)建模和分析以及計算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨提供的專用MATLAB 函數(shù)集）擴展了MATLAB 環(huán)境，以解決這

3、些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。二、2ASK 、2FSK的工作原理：2.1 2ASK信號的工作原理 調(diào)制信號為二進制數(shù)字信號時，這種調(diào)制稱為二進制數(shù)字調(diào)制。在2ASK調(diào)制中，載波的幅度只有兩種變化狀態(tài)，即利用數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波，使載波時斷時續(xù)的輸出。有載波輸出時表示“1”，無載波輸出時表示發(fā)送“0”。它的實際意義是當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號"1時，傳輸載波；當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號為"0"時，不傳輸載波。原理圖如下2ASK信號可表示為 ：式中，為載波角頻率，是為單極性NRZ矩形脈沖序列其中，g(t)是持續(xù)時間為、高度為的矩形脈沖，常稱為門函數(shù)；為二

4、進制數(shù)字，當(dāng)，出現(xiàn)概率為P；當(dāng)，出現(xiàn)概率為（1-P）。在二進制數(shù)字振幅調(diào)制中，載波的幅度隨著調(diào)制信號的變化而變化，實現(xiàn)這種調(diào)制的方式有兩種： （1）模擬調(diào)制法：模擬調(diào)制法是利用乘法器來實現(xiàn)，通過相乘器直接將載波和數(shù)字信號相乘得到輸出信號，這種直接利用二進制數(shù)字信號的振幅來調(diào)制正弦載波的方式也稱為相乘法，在該電路中載波信號和二進制數(shù)字信號同時輸入到相乘器中完成調(diào)制。其電路如下圖所示。模擬調(diào)制法（2）開關(guān)法：這種方法是使載波在二進制信號“1”和“0”的控制下分別接通和斷開，這種二進制振幅鍵控方式稱為開關(guān)鍵控方式，它是2ASK的一種常用的方式。以二進制數(shù)字信號去控制一個初始相位為0的正弦載波幅度，可

5、得其時域表達式如下：式中的各參數(shù)含義如下：A為載波振幅，為二進制數(shù)字調(diào)制信號，為載波角頻率，為2ASK已調(diào)波。電路原理模型如下所示：當(dāng)開關(guān)接上時S（t）=1，當(dāng)開關(guān)接地時S（t）=0鍵控開關(guān)法原理圖2.2 2FSK信號的工作原理2FSK是利用數(shù)字基帶信號控制在波的頻率來傳送信息。例如，1碼用頻率f1來傳輸，0碼用頻率f2來傳輸，而其振幅和初始相位不變。故其表示式為 式中，假設(shè)碼元的初始相位分別為和；和為兩個不同的碼元的角頻率；幅度為A為一常數(shù)，表示碼元的包絡(luò)為矩形脈沖。 2FSK信號的產(chǎn)生方法有兩種：（1） 模擬法：用數(shù)字基帶信號作為調(diào)制信號進行調(diào)頻。如下圖所示。模擬法產(chǎn)生信號原理圖 （2）鍵

6、控法：用數(shù)字基帶信號及其反相分別控制兩個開關(guān)門電路，以此對兩個載波發(fā)生器進行選通。如下圖所示。 鍵控法產(chǎn)生信號原理圖這兩種方法產(chǎn)生的2FSK信號的波形基本相同，只有一點差異，即由調(diào)頻器產(chǎn)生的2FSK信號在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)的，而鍵控法產(chǎn)生的2FSK信號，則分別有兩個獨立的頻率源產(chǎn)生兩個不同頻率的信號，故相鄰碼元的相位不一定是連續(xù)的。三、信號產(chǎn)生及其仿真3.1 2ASK 信號的產(chǎn)生及仿真：s=1 0 1 1 0 0 1 0; %產(chǎn)生二進制數(shù)組t=0:2*pi/99:2*pi; %確定時間m1=;c1=;for n=1:length(s) if s(n)=0 ; %s(n)為0的情況 m=z

7、eros(1,100); else %s(n)=1; %s(n)為1的情況 m=ones(1,100); end c=sin(2*t); %載波信號 m1=m1 m; c1=c1 c;end a=c1.*m1;subplot(3,1,1); %放置在三張圖的第1張plot(m1) %輸出圖片 title ('原始信號');subplot(3,1,2); %放置在三張圖的第2張plot(c1) %輸出圖片title ('載波信號');axis(0 100*length(s) -0.1 1.1);subplot(3,1,3); %放置在三張圖的第3張plot (a)

8、; %輸出圖片title ('ASK已調(diào)信號');%載波頻譜zf=fftshift(abs(fft(c1);%讓正半軸部分和負半軸部分的圖像關(guān)于各自的中心對稱subplot(3,1,2)%放置在三張圖的第二張plot(zf) %輸出圖片title('載波信號頻譜')%2ask頻譜sf=fftshift(abs(fft(a);%讓正半軸部分和負半軸部分的圖像關(guān)于各自的中心對稱subplot(3,1,3)%放置在三張圖的第三張plot(sf) %輸出圖片axis(-600 600 0 400) %調(diào)整坐標(biāo)軸范圍便于觀察title('調(diào)制信號頻譜')x

9、label('f')ylabel('2ask dB/Hz')3.2 2 FSK信號的產(chǎn)生及仿真：s=1 0 1 1 0 1 0 1; %產(chǎn)生數(shù)組t=0:2*pi/99:2*pi; %確定時間m1=;c1=;b1=;for n=1:length(s) if s(n)=0 ; %s(n)為0的情況 m=ones(1,100); c=sin(5*t); b=zeros(1,100); else s(n)=1; %s(n)為1的情況 m=ones(1,100); c=sin(2*t); b=ones(1,100); end m1=m1 m; c1=c1 c; b1=b1

10、,b;end f=c1.*m1;subplot(3,1,1);plot(b1) %輸出圖片title ('原始信號');subplot(3,1,2);plot(c1) %輸出圖片title ('載波信號c1');axis(0 100*length(s) -0.1 1.1);subplot(3,1,3);plot (f); %輸出圖片title ('fSK已調(diào)信號');%信源頻譜mf=fftshift(abs(fft(b1);subplot(3,1,1)%放置在三張圖的第一張figure(2)plot(mf) %輸出圖片title('信源頻

11、譜')%載波頻譜zf=fftshift(abs(fft(c1);%讓正半軸部分和負半軸部分的圖像關(guān)于各自的中心對稱subplot(3,1,2)%放置在三張圖的第二張plot(zf) %輸出圖片title('載波信號頻譜')%2fsk頻譜sf=fftshift(abs(fft(f);%讓正半軸部分和負半軸部分的圖像關(guān)于各自的中心對稱subplot(3,1,3)%放置在三張圖的第三張plot(sf) %輸出圖片axis(-600 600 0 400) %調(diào)整坐標(biāo)軸范圍便于觀察title('2fsk信號頻譜')xlabel('f')ylabel

12、('2fsk dB/Hz')四、仿真結(jié)果及分析1、2ASK仿真結(jié)果：調(diào)制的數(shù)字信號"1時，傳輸載波；當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號為"0"時，不傳輸載波2ASK信號的功率譜密度是基帶信號功率譜密度的線性搬移，2ASK信號的功率譜密度包含離散譜和連續(xù)譜，離散譜對應(yīng)載頻分量，便于接收端進行載波提取，連續(xù)譜決定信號帶寬，2ASK信號的帶寬在數(shù)值上等于誤碼率的兩倍，從本圖看帶寬較小，相應(yīng)誤碼率也小2、2FSK仿真結(jié)果：2FSK信號的功率譜既有連續(xù)譜又有離散譜，假設(shè)離散譜位于兩個載波頻率f1和f2處，連續(xù)譜分布在f1和f2附近，若取功率譜第一個零點以內(nèi)的成分計算帶寬，顯然2FSK信號的帶寬為 為了節(jié)約頻帶，同時也能區(qū)分f1和f2，通常取|f1-f2|=2fs，因此2FSK信號的帶寬為 當(dāng)|f1-f2|=fs時， 2FSK的功率譜由雙峰變成單峰，此時帶寬為 本圖看來帶寬不是太理想。五、心得體會在科研實踐期間，知識面較窄的我為了做好這個任務(wù)，從四處搜集相關(guān)資料，我們翻閱大量相關(guān)材料，其中有不少提供的線索