标准实验报告3.docx
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标准实验报告3
实验报告(三)
一、实验室名称:
信息对抗系统专业实验室
二、实验项目名称:
数字通信信号中心频率估计
三、实验学时:
4学时
四、实验原理:
ASK信号的频谱在载波频率fc处有一个峰值;2FSK信号(不连续相位)的频谱在每个载波频率:
f1、f2处都有一个峰值,所以2FSK信号的中心频率为:
fc=(f1+f2)/2;BPSK信号的2次方谱在载波频率的2倍:
2fc处有一个峰值;QPSK/16QAM信号的4次方谱在载波频率的4倍:
4fc(4倍中心频率4fc)处有一个峰值。
因此可让学生通过实际上机进行Matlab编程实验,对上述通信信号的载频估计进行仿真验证,加深理解通信信号参数估计的方法。
五、实验目的:
利用MATLAB软件编程实现对数字通信信号的中心频率/载波频率进行估计。
让学生通过实际上机实验,加深理解数字通信信号参数估计的方法。
六、实验内容:
在已知信号调制类型的基础上,用基于谱线的方法对第一次实验产生的BPSK、QPSK、2ASK、2FSK(不连续相位)信号分别估计它们的载频。
信噪比从0dB变化到10dB(即0:
2:
10),分别画出BPSK、QPSK、2ASK、2FSK(不连续相位)载频的估计精度随每个信噪比的变化曲线。
七、实验器材(设备、元器件):
计算机、Matlab计算机仿真软件
八、实验步骤:
在编写的信号源基础上,根据实验内容估计载频,并计算估计精度。
BPSK、QPSK、2ASK、2FSK基于谱线的载频估计程序
(1)BPSK
clearall;closeall;
%1.产生信号BPSK
disp('输入BPSK信号');
M=2;
N=400;
fs=2000;
fd=200;
fc=200;
r=fs/fd;
filtorder=60;
a=0.3;
delay=filtorder/(r*2);
h=rcosfir(a,delay,r,1,'sqrt');
h=sqrt(r)*h/norm(h);
SNR=40;
s=randsrc(N,1,[0:
M-1]);
s_mod=pskmod(s,M);
s_base=zeros(r,N);
s_base(1,:
)=s_mod.';
s_base=s_base(:
);
s_base=conv(h.',s_base);
y_x=s_base.*exp(j*(2*pi*fc/fs*[0:
length(s_base)-1].'));
%3.估计载频
m=1;
forSNR=0:
2:
10
formt=1:
100
noise=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)*(randn(size(s_base))+j*randn(size(s_base)));%Generatenoisesignal
y=y_x+noise;%%产生中频发射信号
NN=length(y);
FF1=linspace(-fs/2,fs/2,NN);
Y_1=fftshift(abs(fft(y.^2-mean(y.^2))));
%plot(FF1,Y_1);title('频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度');
k1=1/3;
max=Y_1
(1);
forn=2:
NN
ifmax max=Y_1(n); end end thresh_1=max*k1; forn=1: NN ifthresh_1 fc_guess=((n-NN/2)*fs/NN)/2; val(mt)=(fc-fc_guess)^2; end end end v(m)=sum(val)/100; m=m+1; end m=m-1;%SNR点数 X=1: m; plot(X,v);title('变化曲线');xlabel('信噪比');ylabel('精度'); (2)QPSK clearall;closeall; %1.产生信号QPSK disp('输入QPSK信号'); M=4; N=400; fs=2000; fd=200; fc=200; r=fs/fd; filtorder=60; a=0.3; delay=filtorder/(r*2); h=rcosfir(a,delay,r,1,'sqrt'); h=sqrt(r)*h/norm(h); SNR=30; s=randsrc(N,1,[0: M-1]); s_mod=pskmod(s,M); s_base=zeros(r,N); s_base(1,: )=s_mod.'; s_base=s_base(: ); s_base=conv(h.',s_base); y_x=s_base.*exp(j*(2*pi*fc/fs*[0: length(s_base)-1].')); %3.估计载频 m=1; forSNR=0: 2: 10 formt=1: 100 noise=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)*(randn(size(s_base))+j*randn(size(s_base)));%Generatenoisesignal y=y_x+noise;%%产生中频发射信号 NN=length(y); FF1=linspace(-fs/2,fs/2,NN); Y_1=fftshift(abs(fft(y.^4-mean(y.^4)))); %plot(FF1,Y_1);title('频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度'); k1=1/2; max=Y_1 (1); forn=2: NN ifmax max=Y_1(n); end end thresh_1=max*k1; forn=1: NN ifthresh_1 fc_guess=((n-NN/2)*fs/NN)/4; val(mt)=(fc-fc_guess)^2; end end end v(m)=sum(val)/100; m=m+1; end m=m-1;%SNR点数 X=1: m; plot(X,v);title('变化曲线');xlabel('信噪比');ylabel('精度'); (3)2ASK clearall;closeall;clc; %1.产生信号2ASK disp('2ASK信号'); M=2; N=200; fs=2000; fd=200; fc=300; r=fs/fd; filtorder=60; a=0.3; delay=filtorder/(r*2); h=rcosfir(a,delay,r,1,'sqrt'); h=sqrt(r)*h/norm(h); s=randsrc(N,1,[0: M-1]); s_mod=s; s_base=zeros(r,N); s_base(1,: )=s_mod.';%赋给第一列 s_base=s_base(: ); s_base=conv(h.',s_base); y_x=s_base.*exp(j*(2*pi*fc/fs*[0: length(s_base)-1].')); %3.估计载频 m=1; forSNR=0: 2: 10 formt=1: 100 noise=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)*(randn(size(s_base))+j*randn(size(s_base)));%Generatenoisesignal y=y_x+noise;%%产生中频发射信号 NN=length(y); FF1=linspace(-fs/2,fs/2,NN); Y_1=fftshift(abs(fft(y))); %plot(FF1,Y_1);title('频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度'); k1=1/2; max=Y_1 (1); forn=2: NN ifmax max=Y_1(n); end end thresh_1=max*k1; forn=1: NN ifthresh_1 fc_guess=(n-NN/2)*fs/NN; val(mt)=(fc-fc_guess)^2; end end end v(m)=sum(val)/100; m=m+1; end m=m-1;%SNR点数 X=1: m; plot(X,v);title('变化曲线');xlabel('信噪比');ylabel('精度'); (4)2FSK clearall;closeall; %1.产生信号2FSK disp('2FSK信号'); M=2; N=400; fs=1200; fd=200; fc=400; m=0.6; f1=(2*fc-m*fd)/2; f2=(m*fd+2*fc)/2; r=fs/fd; filtorder=60; a=0.3; delay=filtorder/(r*2); h=rcosfir(a,delay,r,1,'sqrt'); h=sqrt(r)*h/norm(h); SNR=30; s=randsrc(N,1,[0: M-1]); s_mod=s; s_base=zeros(r,N); s_base(1,: )=s_mod.';%赋给第一列 s_base=s_base(: ); s_base=conv(h.',s_base); s_base=round(s_base); y_x=s_base.*exp(j*(2*pi*f1/fs*[0: length(s_base)-1].'))+(1-s_base).*exp(j*(2*pi*f2/fs*[0: length(s_base)-1].')); %3.估计载频 m=1; forSNR=0: 2: 10 formt=1: 100 noise=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)*(randn(size(s_base))+j*randn(size(s_base)));%Generatenoisesignal y=y_x+noise;%%产生中频发射信号 NN=length(y); FF1=linspace(-fs/2,fs/2,NN); Y_1=fftshift(abs(fft(y))); %plot(FF1,Y_1);title('频谱');xlabel('频率');ylabel('幅度'); k1=1/2; max=Y_1 (1); forn=2: NN ifmax max=Y_1(n); end end thresh_1=max*k1; carry_i=1; forn=1: NN ifthresh_1 fi_guess(carry_i)=(n-NN/2)*fs/NN; carry_i=carry_i+1; end end fc_guess=sum(fi_guess)/2; val(mt)=(fc-fc_guess)^2; end v(m)=sum(val)/100; m=m+1; end m=m-1;%SNR点数 X=1: m; plot(X,v);title('变化曲线');xlabel('信噪比');y
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