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%2FSK 调制与解调及功率谱
%信源为单极性不归零码(NRZ)FSK
global dt df t f N T %定义全局变量
close all %关闭以前的应用窗口
N=2^13; %总的取样点数
L=32; %L 为每个码元的取样点数
M=N/L; %M 码元总数
Rb=2; %码元速率
Rb=2 %Mb/s
Ts=1/Rb; %码元宽度
dt=Ts/L; %时域取样间隔
df=1/(N*dt);%频域取样间隔
T=N*dt; %时间截断长度
Bs=N*df/2; %带宽
Na=2; %示波器扫描宽度为 2 个码元
t=linspace(-T/2+Ts/4,T/2+Ts/4,N);%时域横坐标
f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps; %频域横坐标
alpha=0; %理想低通
%升余弦
hr1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);
hr2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);
hr=hr1.*hr2;
HR=abs(t2f(hr)); GT=sqrt(HR); GR=GT;
%设定窗口位置及大小
figure(1)
set(1,'Position',[10,250,500,400])
figure(2)
set(2,'Position',[10,10,500,400])
figure(3)
set(3,'Position',[515,250,500,400])
figure(4)
set(4,'Position',[500,10,500,400])
A=1;
f1=5/Ts;
f2=2/Ts;
m=A*cos(2*pi*f1*t);%z 载波
n=-A*cos(2*pi*f2*t);
EP=zeros(size(f)); %给功率谱赋初值
EPa=zeros(size(f));
EPy=zeros(size(f));
EPr=zeros(size(f));
EPo=zeros(size(f));
for loop1=1:15
Eb_N0(loop1)=2*(loop1-1); %Eb/N0 in dB
eb_n0(loop1)=10^(Eb_N0(loop1)/10);
Eb=1;
n0=Eb/(4*eb_n0(loop1)); %信道的噪声谱密度
sita=n0*Bs; %信道中噪声功率
n_err=0; %误码计数
for loop2=1:5
a=round(rand(1,M)); %产生随机码
b=a-1;
s=zeros(1,N);
ss=zeros(1,N);
for ii=1:Ts/dt;
s(ii+[0:M-1]*L)=a; % 将信源变成单极性不归零码
ss(ii+[0:M-1]*L)=b;
end
S=t2f(s); %信源信号的傅式变换
P=S.*conj(S)/T;
EP=(EP*(loop1-1)+P)/loop1; %发送功率谱
s1=s.*m;
s2=ss.*n;
st=s1+s2;%经调制后的 FSK 信号
ST=t2f(st);
Pa=ST.*conj(ST)/T;
EPa=(EPa*(loop1-1)+Pa)/loop1; % 经调制后的FSK 信号功率谱
n_ch=sqrt(sita)*randn(size(t)); %信道噪声
sr1=st.*m; %解调
sr2=st.*(-n);
SR=t2f(sr1);
Pr=SR.*conj(SR)/T;
EPr=(EPr*(loop1-1)+Pr)/loop1;
y1=real(f2t(t2f(sr1).*GR)); %通过接收滤波器
y2=real(f2t(t2f(sr2).*GR)); %通过接收滤波器
Y1=t2f(y1);
Py=Y1.*conj(Y1)/T;
EPy=(EPy*(loop1-1)+Py)/loop1;% 通过发送滤波器信号的功率谱
y11=y1(L/2:L:N);
y22=y2(L/2:L:N);
y=y11-y22;
y=(sign(y)+1)/2;;%抽样判决
n_err=n_err+length(find(y~=a))
end
Pe(loop1)=n_err/(M*loop2)
for ii=1:Ts/dt;
e(ii+[0:M-1]*L)=y; %将输出信号变成双极性不归零码
end
E=t2f(e); Po=E.*conj(E)/T;
EPo=(EPo*(loop1-1)+Po)/loop1;% 输出信号功率谱
end
figure(1)
subplot(2,2,1)
plot(t,s);
axis([-T/64,T/64,min(s)-0.5,max(s)+0.5])
grid
xlabel('t (ms)');
ylabel('s (V/KHz)');
title('单极性不归零码信号波形');
subplot(2,2,2)
bb=30+10*log10(EP+eps);
plot(f,bb)
axis([-5,5,-20,max(bb)+0.5])
grid
xlabel('f(Mhz)');
ylabel('Ps(f) (dBm/MHz)');
title('信源功率谱密度图形');
subplot(2,2,3)
plot(t,e);
axis([-T/64,T/64,min(e)-0.5,max(e)+0.5])
grid
xlabel('t (ms)');
ylabel('e (V/KHz)');
title('解调信号');
subplot(2,2,4)
bb=30+10*log10(EPo+eps);
plot(f,bb)
axis([-5,5,-20,max(bb)+0.5])
grid
xlabel('f(Mhz)');
ylabel('Po(f) (dBm/MHz)');
title('输出信号功率谱密度图形');
figure(2)
subplot(1,2,1)
plot(t,st);
axis([-1,1,min(st)-0.5,max(st)+0.5])
grid
xlabel('t (ms)');
ylabel('st (V/KHz)');
title('FSK 信号波形');
subplot(1,2,2)
bb=30+10*log10(EPa+eps);
plot(f,bb)
axis([-15,15,-20,max(bb)+0.5])
grid
xlabel('f(Mhz)');
ylabel('Pa(f) (dBm/MHz)');
title('FSK 信号功率谱密度图形');
figure(3)
subplot(2,3,1)
plot(t,s1,'b');
axis([-T/128,T/128,min(s1)-0.5,max(s1)+0.5])
grid
xlabel('t (ms)');
ylabel('s1 (V/KHz)');
title('1 路调制信号波形');
subplot(2,3,2)
plot(t,sr1,'b');
axis([-T/128,T/128,min(sr1)-0.5,max(sr1)+0.5])
grid
xlabel('t (ms)');
ylabel('sr1 (V/KHz)');
title('1 路解调信号波形');
subplot(2,3,3)
tt=[0:dt:Na*L*dt];
hold on
for jj=1:Na*L:N-Na*L
plot(tt,y1(jj:jj+Na*L)); %接收信号眼图
end
title('1 路接收信号眼图');
grid
subplot(2,3,4)
plot(t,s2);
axis([-T/128,T/128,min(s2)-0.5,max(s2)+0.5])
grid
xlabel('t (ms)');
ylabel('s2 (V/KHz)');
title('2 路调制信号波形');
subplot(2,3,5)
plot(t,sr1);
axis([-T/128,T/128,min(sr2)-0.5,max(sr2)+0.5])
grid
xlabel('t (ms)');
ylabel('sr2 (V/KHz)');
title('2 路解调信号波形');
subplot(2,3,6)
tt=[0:dt:Na*L*dt];
hold on
for jj=1:Na*L:N-Na*L
plot(tt,y2(jj:jj+Na*L)); %接收信号眼图
end
title('2 路接收信号眼图');
grid
figure(4)
semilogy(Eb_N0,Pe,'g');
eb_n0=10.^(Eb_N0/10);
hold on
plot(Eb_N0,0.5*erfc(sqrt(eb_n0/2)));
axis([0,14,1e-4,1])
xlabel('Eb/N0')
ylabel('Pe')
title('误比特率曲线')
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