Реферат Курсовая Конспект
Порядок виконання роботи - раздел Философия, Елементарний вступ в MATLAB 1. Частотна Маніпуляція 2. Амплітудна Маніпуляція 3. Фазова...
|
1. Частотна маніпуляція
2. Амплітудна маніпуляція
3. Фазова маніпуляція
Короткі теоретичні відомості та методичні вказівки
17.1. Частотна маніпуляція
При частотній маніпуляції (ЧМн; англійський термін - frequency shift keying, FSK) кожному можливому значенню переданого символу зіставляється своя частота. Протягом кожного символьного інтервалу передається гармонійне коливання з частотою, що відповідає поточному символу.
В якості прикладу сформуємо 2-позиційний (бінарний) ЧМн-сигнал, у якому можливим значенням символів 0 і 1 відповідають частоти 1000 і 1400 Гц. Символьна швидкість дорівнює 400 символів в секунду, а частота дискретизації - 8 кГц.
function Example17_1
bits = [0 1 0 0 1 randint(1, 95)]; % цифрове повідомлення
N = length(bits); % довжина повідомлення
Fd = 400; % символьна швидкість
FsFd = 20; % відношення Fs/Fd
Fs = Fd * FsFd; % частота дискретизації
f = [1000 1400]; % частоти маніпуляції
t = (0:FsFd-1)/Fs; % дискретний час для однієї посилки
s0 = cos(2*pi*t'*f); % стовпці - відліки посилок 0 і 1
s_fsk = s0(:, bits+1); % кожен стовпець - один символ
s_fsk = s_fsk(:); % «розтягуємо» сигнал в один стовпець
td = (0:N*FsFd-1)/FsFd; % час графіка - в символах
Ng = 5; % кількість символів, що виводяться на графік
plot(td(1:Ng*FsFd+1), s_fsk(1:Ng*FsFd+1))
xlabel('Symbols')
ylabel('s_{FSK}')
ylim([-1.1 1.1]) % на екрані частотно-маніпульований сигнал
Оскільки ми формували кожну посилку незалежно, сформований сигнал містить скачки - це добре видно на графіку. Відомо, що чим більш гладким є сигнал, тим швидше зменшується його спектр. Тому можна спробувати зробити спектр ЧМн-сигналу компактніше, змінивши спосіб формування так, щоб усунути скачки.
Такий спосіб формування сигналу називається частотною маніпуляцією з безперервною фазової функцією (continuous phase frequency shift keying, CPFSK). При цьому формується лінійно змінюється повна фаза коливання, а передані символи керують швидкістю його зміни. (Можна сказати і так: символи, що передаються, перемикають значення миттєвої частоти; ця частота інтегрується, даючи безперервну фазову функцію; косинус такої повної фази теж буде неперервною функцією.) Сформуємо зазначеним способом ЧМн-сигнал з тими ж параметрами, що і в попередньому прикладі:
figure
pps = 2*pi*f/Fs; % зсув фази на один відлік
s1 = repmat(pps, FsFd, 1); % стовпчики - зрушення для 0 і 1
d_cpfsk = s1(:, bits+1); % кожен стовпець - один символ
d_cpfsk = d_cpfsk(:); % «розтягуємо»в один стовпець
phi_cpfsk = cumsum(d_cpfsk); % інтегруємо фазові зрушення
s_cpfsk = cos(phi_cpfsk); % ЧМн-сигнал
plot(td(1:Ng*FsFd+1), s_cpfsk(1:Ng*FsFd+1))
xlabel('Symbols')
ylabel('s_{CPFSK}')
ylim([-1.1 1.1]) % ЧМн-сигнал з безперервною фазової функцією.
Далі порівнюються спектри потужності при двох варіантах формування ЧМн-сигналу:
figure
periodogram(s_fsk, [], [], Fs)
ylim([-100 0])
figure
periodogram(s_cpfsk, [], [], Fs)
ylim([-100 0]) % Спектри потужності ЧМн-сигналу при наявності (зверху) і відсутності (знизу) розривів у фазової функції.
Порівняння верхнього та нижнього графіків показує, що при наявності стрибків фази в спектрі присутні яскраво виражені піки на частотах, кратних символьній швидкості 400 Гц. У сигналу з безперервною фазової функцією такі піки відсутні, і спектр в цілому вийшов більш компактним.
17.2. Амплітудна маніпуляція
Амплітудна маніпуляція (АМн; англійський термін - amplitude shift keying, ASK), при якій стрибкоподібно змінюється амплітуда несучого коливання, є окремим випадком квадратурної маніпуляції. Тому тут ми тільки побудуємо в якості прикладу графік АМн-сигналу:
function Example17_2
sy = [1 3 2 4 1]; % символи що передаються
Fd = 1; % символьна швидкість
Fc = 4; % несуча частота
FsFd = 40; % відношення Fs/Fd
Fs = Fd * FsFd; % частота дискретизації
t = (0:length(sy)*FsFd-1)/Fs; % дискретний час
s_ask =sy(floor(Fd*t)+1) .* cos(2*pi*Fc*t);
plot(t, s_ask) % на екрані сигнал з амплітудною маніпуляцією
17.3. Фазова маніпуляція
Фазова маніпуляція (ФМн; англійський термін - phase shift keying, PSK), при якій стрибкоподібно змінюється фаза несучого коливання, теж є окремим випадком квадратурної маніпуляції.
На практиці фазова маніпуляція використовується при невеликому числі можливих значень початкової фази - як правило, 2, 4 або 8. Побудуємо графік сигналу з 4-позиційної фазової маніпуляцією:
function Example17_3
sy = [0 2 1 3 0]; % символи що передаються
Fd = 1; % символьна швидкість
Fc = 4; % несуча частота
FsFd = 40; % відношення Fs/Fd
Fs = Fd * FsFd; % частота дискретизації
t = (0:length(sy)*FsFd-1)/Fs; % дискретний час
s_psk = cos(2*pi*Fc*t+pi/2*sy(floor(Fd*t)+1));
plot(t, s_psk)
xlabel('Symbols')
ylabel('s_{PSK}')
ylim([-1.1 1.1])
На екрані сигнал з 4-позиційною фазовою маніпуляцією.
Питання для самоперевірки
1. Що таке частотна маніпуляція?
2. Що таке амплітудна маніпуляція?
3. Що таке фазова маніпуляція?
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ... Національний авіаційний університет... СПЕЦІАЛІЗОВАНІ АРХІТЕКТУРИ КОМП ЮТЕРІВ Лабораторний практикум для студентів напряму...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Порядок виконання роботи
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов