FDM(傅里叶分解)

代码的使用教程

傅里叶分解(FDM)

代码原理

FDM (Frequency Division Multiplexing)是一种调制技术,将信号分成多个不同的频带进行传输,从而实现多路复用的通信方式。FDM分解原理是将不同频率的信号分解成不同的频带(子载波),通过多个子载波同时向传输介质发送数据,每个子载波都被分配一个频段,相互之间不会干扰,同时利用传输介质的带宽效率比较高。

在FDM系统中,将不同的信号加入到载波波形上,所有的载波频率都在相同的信道中传输。因此,可以通过分离载波的频率来恢复每个源信号。对于输入信号x(t),通过余弦函数调制,可以得到载波信号c(t)。然后,在每一个分频带的频率上加入载波脉冲,从而产生多路信号。

在接收端,使用一个特殊的滤波器,将所需的频段选择出来,其中包括每个子载波的频段。然后,去除其他频率分量并恢复原始信号。因此,FDM系统是一种多路复用的技术,它使得多个信号能够在同一时间内共享一个通信介质。

代码效果图

部分代码和相关解释

function [xt_recov_IMFsLowToHigh,xt_recov_IMFsHighToLow] = FDM_Low2High_High2LowS(xt,Fs)global PS_PhaseUnwrap;global CentralDiff;CentralDiff=1; % central finite difference, e.g. for delta functionPS_PhaseUnwrap=0;threshold=-0*(10)^(-1); % idealy should be zero.L=length(xt);if 1 % adding zero at last, can create discontinuity in signal. e.g. org emd exampleif rem(L,2) == 1 % oddL=L+1; % make it even for faster FFT%xt=[xt 0]; %  can create discontinuityxt=[xt xt(end)]; % repeat last dataendendNFFT=L;N=(NFFT);Xk=fft(xt,NFFT)/L;     % k=1, Xk, is real, (2 to N/2) are complex, (N/2+1) is real, (N/2+2 to N) are complex conjugate of (N/2 to 2)    nTotalHormonics=N/2;%if 1 % this is much better, seen by examples 1.%%xt_recov_IMFsLowToHigh=zeros(1,N)';IFOfSignalIF=zeros(1,N)'; xt_AnalyticFIBF=zeros(1,N)';xt_recov_IMFsLowToHigh(:,1)=(ones(1,N))*Xk(1); % first IMF DCinit=2;p=2;     while(init<=N/2)            [kk, xt_recov_FIBF, xt_recov_AnalyticFIBF, IFOfSignal]=getIMFsScanAllLowToHigh(Xk,Fs,init,nTotalHormonics,threshold);%% init=kk+1;xt_recov_IMFsLowToHigh(:,p)=xt_recov_FIBF;IFOfSignalIF(:,p-1)=IFOfSignal;xt_AnalyticFIBF(:,p-1)=xt_recov_AnalyticFIBF;            p=p+1;  end%subplot(2,1,1)% sp_PlotTF(xt_AnalyticFIBF,IFOfSignalIF,t,Fs,Fs/2);% title('FDM: Time-Frequncy-Energy estimate of FIBFs (LTH-FS)','FontSize',16,'FontName','Times');nn=(1:N);tttmp=Xk((N/2)+1).*cos(pi*(nn-1)); % N/2+1 part of FFT, last part of DFTxt_recov_IMFsLowToHigh(:,end+1)=tttmp'; % N/2+1 part of FFT, last part of DFT%end   %if 1 % this is much better, seen by examples 1 and 3.xt_recov_IMFsHighToLow=zeros(1,N)'; IFOfSignalIF=zeros(1,N)'; xt_AnalyticFIBF=zeros(1,N)';mm=1;        %tttmp=Xk((N/2)+1).*cos(pi*(1:N-1));xt_recov_IMFsHighToLow(:,mm)=tttmp'; % N/2+1 part of FFT, last part of DFT        final=N/2;        while(final>=2)mm=mm+1; [kk, xt_recov_FIBF, xt_recov_AnalyticFIBF, IFOfSignal]=getIMFsScanAllHighToLow(Xk,Fs,final,threshold);%% final=kk-1;xt_recov_IMFsHighToLow(:,mm)=xt_recov_FIBF;xt_AnalyticFIBF(:,mm-1)=xt_recov_AnalyticFIBF;IFOfSignalIF(:,mm-1)=IFOfSignal;            end%subplot(2,1,2)%figure % sp_PlotTF(xt_AnalyticFIBF,IFOfSignalIF,t,Fs,Fs/2);   % title('FDM: Time-Frequncy-Energy estimate of FIBFs (HTL-FS)','FontSize',16,'FontName','Times');        %% residuext_recov_IMFsHighToLow(:,mm+1)=(ones(1,N))*Xk(1); % first IMF DC        %end  
这段代码是一个实现低频到高频和高频到低频的FDM(Frequency Division Multiplexing)信号分解的函数。函数接受输入信号 xt 和采样频率 Fs,并返回分解后的低频到高频和高频到低频的信号。
函数中的变量 xt_recov_IMFsLowToHigh 和 xt_recov_IMFsHighToLow 分别用于保存低频到高频和高频到低频的信号。函数首先对输入信号进行FFT变换,得到频率域的表示 Xk。然后通过调用 getIMFsScanAllLowToHigh 函数,从低频到高频逐步分解信号,得到对应的IMFs(Intrinsic Mode Functions)和IFs(Instantaneous Frequencies),并将它们保存在 xt_recov_IMFsLowToHigh 中。
该函数使用了一些全局变量 PS_PhaseUnwrap 和 CentralDiff,它们可能在其他地方被定义和使用。
最后,函数返回分解后的低频到高频和高频到低频的信号 xt_recov_IMFsLowToHigh 和 xt_recov_IMFsHighToLow。   

代码链接:阿里云盘分享 (aliyundrive.com)

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