基于MATLAB的ASK,FSK,PSK误码率对比仿真,输出调制后波形以及误码率曲线

1.算法描述

   在数字通信的三种调制方式（ASK、FSK、PSK)中， 就频带利用率和抗噪声性能（或功率利用率）两个方面来看，一般而言，都是PSK系统最佳。所以PSK在 中、高速数据传输中得到了广泛的应用。

ASK: 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

2-ASK信号功率谱密度的特点如下：
（1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定；
（2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

FSK:频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。

2-FSK功率谱密度的特点如下：

(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在f1和f2位置；

(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1 -f2|≤fs，则出现单峰。

PSK:在相移键控中，载波相位受数字基带信号的控制，如在二进制基带信号中为0时，载波相位为0或π，为1时载波相位为π或0。载波相位和基带信号有一一对应的关系，从而达到调制的目的。

2-PSK信号的功率密度有如下特点：

(1) 由连续谱与离散谱两部分组成；

(2) 带宽是绝对脉冲序列的二倍；

(3) 与2ASK功率谱的区别是当P＝1/2时，2PSK无离散谱，而2ASK存在离散谱。

2.仿真效果预览
matlab2022a仿真结果如下：

3.MATLAB核心程序

sa1=sin(2*pi*f1*t);
E1=sum(sa1.^2);
sa1=sa1/sqrt(E1); %unit energy 
sa0=0*sin(2*pi*f1*t);
%FSK
sf0=sin(2*pi*f1*t);
E=sum(sf0.^2);
sf0=sf0/sqrt(E);
sf1=sin(2*pi*f2*t);
E=sum(sf1.^2);
sf1=sf1/sqrt(E);
%PSK
sp0=-sin(2*pi*f1*t)/sqrt(E1);
sp1=sin(2*pi*f1*t)/sqrt(E1);
 
..........................................................
figure(1)
subplot(411)
stairs(0:10,[b(1:10) b(10)],'linewidth',1.5)
axis([0 10 -0.5 1.5])
title('Message Bits');grid on
subplot(412)
tb=0:1/30:10-1/30;
plot(tb, ask(1:10*30),'b','linewidth',1.5)
title('ASK Modulation');grid on
subplot(413)
plot(tb, fsk(1:10*30),'r','linewidth',1.5)
title('FSK Modulation');grid on
subplot(414)
plot(tb, psk(1:10*30),'k','linewidth',1.5)
title('PSK Modulation');grid on
xlabel('Time');ylabel('Amplitude')
%AWGN
for snr=0:20
    askn=awgn(ask,snr);
    pskn=awgn(psk,snr);
    fskn=awgn(fsk,snr);
.........................................................
 
    %BER
    errA=0;errF=0; errP=0;
    for i=1:n
        if A(i)==b(i)
            errA=errA;
        else
            errA=errA+1;
        end
        if F(i)==b(i)
            errF=errF;
        else
            errF=errF+1;
        end
        if P(i)==b(i)
            errP=errP;
        else
            errP=errP+1;
        end
    end
    BER_A(snr+1)=errA/n;
    BER_F(snr+1)=errF/n;
    BER_P(snr+1)=errP/n;
end
 
figure(2)
subplot(411)
stairs(0:10,[b(1:10) b(10)],'linewidth',1.5)
axis([0 10 -0.5 1.5]);grid on
title('Received signal after AWGN Channel')
subplot(412)
tb=0:1/30:10-1/30;
plot(tb, askn(1:10*30),'b','linewidth',1.5)
title('Received ASK signal');grid on
subplot(413)
plot(tb, fskn(1:10*30),'r','linewidth',1.5)
title('Received FSK signal');grid on
subplot(414)
plot(tb, pskn(1:10*30),'k','linewidth',1.5)
title('Received PSK signal');grid on
figure(3)
semilogy(0:20,BER_A, 'b','linewidth',2)
title('BER Vs SNR')
grid on;
hold on
semilogy(0:20,BER_F,'r','linewidth',2)
semilogy(0:20,BER_P, 'k','linewidth',2)
xlabel('Eo/No(dB)')
ylabel('BER')
hold off
legend('ASK','FSK','PSK');