頻率和相位調(diào)制類信號(hào)分析與仿真研究

1、<p>　　微弱相位數(shù)字識(shí)別信號(hào)前向頻率估計(jì)算法研究與性能仿真</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　識(shí)別就是對(duì)信號(hào)源的信息進(jìn)行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，信號(hào)源的信息（也稱為信源）含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信號(hào)。基帶信號(hào)往往不能作為傳輸信號(hào)，因此必須把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常

2、高的信號(hào)以適合于信道傳輸。這個(gè)信號(hào)叫做已調(diào)信號(hào)，而基帶信號(hào)叫做識(shí)別信號(hào)。識(shí)別是通過(guò)改變高頻載波即消息的載體信號(hào)的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號(hào)幅度的變化而變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　識(shí)別在通信系統(tǒng)中有十分重要的作用。通過(guò)識(shí)別，不僅可以進(jìn)行頻譜搬移，把識(shí)別信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將識(shí)別信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于傳播的已調(diào)信號(hào)，而且它對(duì)系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸?shù)目煽啃杂兄艽蟮挠绊?。識(shí)別方式往往決定了一

3、個(gè)通信系統(tǒng)的性能，特別是在移動(dòng)通信中，GMSK、OFDM等識(shí)別方式在GSM、TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。在眾多的識(shí)別方式中，其識(shí)別的復(fù)雜度和識(shí)別效率各有長(zhǎng)短。為此，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是，從識(shí)別效率和抗干擾能力及其應(yīng)用等方面出發(fā)，分析各種識(shí)別技術(shù)的識(shí)別復(fù)雜度，通過(guò)利用MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行波形仿真分析及研究識(shí)別的各種特性，畫(huà)出識(shí)別波形及誤碼率的波形，這樣能夠很直觀的看出識(shí)別的效率和及其復(fù)雜度，主要從調(diào)頻和調(diào)相類識(shí)別方式中選擇出最好的識(shí)別方式，

4、這對(duì)于移動(dòng)通信等領(lǐng)域的應(yīng)用是很有幫助的。</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　識(shí)別技術(shù)是把基帶信號(hào)變換成傳輸信號(hào)的技術(shù)。它將模擬信號(hào)抽樣量化后，以二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)“1”或“0”對(duì)光載波進(jìn)行通斷識(shí)別，并進(jìn)行脈沖編碼（PCM）。數(shù)字識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，中繼時(shí)噪聲及色散的影響不積累，因此可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。它的缺點(diǎn)是需要較寬的頻帶，設(shè)備

5、也復(fù)雜。 </p><p>　　1.1識(shí)別的基本定義</p><p>　　基帶信號(hào)是原始的電信號(hào)，一般是指基本的信號(hào)波形，在數(shù)字通信 </p><p>　　中則指相應(yīng)的電脈沖。在無(wú)線遙測(cè)遙控系統(tǒng)和無(wú)線電技術(shù)中識(shí)別就是用基帶信號(hào)控制高頻載波的參數(shù)（振幅、頻率和相位），使這些參數(shù)隨基帶信號(hào)變化。用來(lái)控制高頻載波參數(shù)的基帶信號(hào)稱為識(shí)別信號(hào)。未識(shí)別的高頻電振蕩稱為載波（可以

6、是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脈沖序列等）。 </p><p>　　被識(shí)別信號(hào)識(shí)別過(guò)的高頻電振蕩稱為已調(diào)波或已調(diào)信號(hào)。已調(diào)信號(hào)通過(guò)信道傳送到接收端，在接收端經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)成原始基帶信號(hào)。解調(diào)是識(shí)別的反變換，是從已調(diào)波中提取識(shí)別信號(hào)的過(guò)程。在無(wú)線電通信中常采用雙重識(shí)別。第一步用數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)去識(shí)別第一個(gè)載波(稱為副載波）?；蛟诙嗦吠ㄐ胖杏米R(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用（頻分多路復(fù)用和時(shí)分多路復(fù)用）。第二步用已調(diào)副載波

7、或多路復(fù)用信號(hào)再識(shí)別一個(gè)公共載波，以便進(jìn)行無(wú)線電傳輸。第二步識(shí)別稱為二次識(shí)別。用基帶信號(hào)識(shí)別高頻載波，在無(wú)線電傳輸中可以減小天線尺寸，并便于遠(yuǎn)距離傳輸。應(yīng)用識(shí)別技術(shù)，還能提高信號(hào)的抗干擾能力。 </p><p><b>　　1.2識(shí)別方式</b></p><p>　　識(shí)別方式按照識(shí)別信號(hào)的性質(zhì)分為模擬識(shí)別和數(shù)字識(shí)別兩類；按照載波的形式分為連續(xù)波識(shí)別和脈沖識(shí)別兩類。模擬

8、識(shí)別有調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。數(shù)字識(shí)別有振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)和差分移相鍵控 (DPSK)等。脈沖識(shí)別有脈幅識(shí)別(PAM)、脈寬識(shí)別（PDM）、脈頻識(shí)別（PFM）、脈位識(shí)別(PPM)、脈碼識(shí)別(PCM)和增量識(shí)別（ΔM）。示出常用識(shí)別方式的已調(diào)波形。 </p><p>　　為了使數(shù)字信號(hào)在有限帶寬的高頻信道中傳輸，必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波識(shí)別。如同傳輸模擬信號(hào)時(shí)

9、一樣，傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)也有三種基本的識(shí)別方式：幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。它們分別對(duì)應(yīng)于用載波（正弦波）的幅度、頻率和相位來(lái)傳遞數(shù)字基帶信號(hào)，可以看成是模擬線性識(shí)別和角度識(shí)別的特殊情況。理論上，數(shù)字識(shí)別與模擬識(shí)別在本質(zhì)上沒(méi)有什么不同，它們都是屬正弦波識(shí)別。但是，數(shù)字識(shí)別是識(shí)別信號(hào)為數(shù)字型的正弦波識(shí)別，而模擬識(shí)別則是識(shí)別信號(hào)為連續(xù)型的正弦波識(shí)別。在數(shù)字通信的三種識(shí)別方式（ASK、FSK、PSK)中，就頻帶利用

10、率和抗噪聲性能（或功率利用率）兩個(gè)方面來(lái)看，一般而言，都是PSK系統(tǒng)最佳。所以PSK在中、高速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。 </p><p><b>　　1.3識(shí)別方式特性</b></p><p>　　按照傳輸特性，識(shí)別方式又可分為線性識(shí)別和非線性識(shí)別。廣義的線性識(shí)別，是指已調(diào)波中被調(diào)參數(shù)隨調(diào) 制信號(hào)成線性變化的識(shí)別過(guò)程。狹義的線性識(shí)別,是指把識(shí)別信號(hào)的頻譜搬移到載波

11、頻率兩側(cè)而成為上、下邊帶的識(shí)別過(guò)程。此時(shí)只改變頻譜中各分量的頻率，但不改變各分量振幅的相對(duì)比例，使上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與識(shí)別信號(hào)的頻譜相同，下邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)則是識(shí)別信號(hào)頻譜的鏡像。狹義的線性識(shí)別有調(diào)幅(AM)、抑制載波的雙邊帶識(shí)別(DSB-SC)和單邊帶識(shí)別(SSB)。 </p><p>　　1.4 Matlab簡(jiǎn)介</p><p>　　MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix　Laborato

12、ry）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。</p><p>　　MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C,FORTRAN等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多.</p><p>　　當(dāng)前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函

13、數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbox).工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包.功能工具包用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算,可視化建模仿真,文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能.學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包,控制工具包,信號(hào)處理工具包,通信工具包等都屬于此類.</p><p>　　開(kāi)放性使MATLAB廣受用戶歡迎.除內(nèi)部函數(shù)外,所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,用戶通過(guò)對(duì)源程序的修改或加入自己

14、編寫(xiě)程序構(gòu)造新的專用工具包.</p><p>　　1.4.1 MATLAB產(chǎn)生的歷史背景</p><p>　　在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下開(kāi)發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序庫(kù).EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序庫(kù),LINPACK是解線性方程的程序庫(kù).在當(dāng)時(shí),這兩個(gè)程序庫(kù)代表矩陣運(yùn)算的最高水平.

15、</p><p>　　到70年代后期,身為美國(guó)New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的Cleve Moler,在給學(xué)生講授線性代數(shù)課程時(shí),想教學(xué)生使用EISPACK和LINPACK程序庫(kù),但他發(fā)現(xiàn)學(xué)生用FORTRAN編寫(xiě)接口程序很費(fèi)時(shí)間,于是他開(kāi)始自己動(dòng)手,利用業(yè)余時(shí)間為學(xué)生編寫(xiě)EISPACK和LINPACK的接口程序.Cleve Moler給這個(gè)接口程序取名為MATLAB,該名為矩陣(matrix)和實(shí)驗(yàn)室(l

16、abotatory)兩個(gè)英文單詞的前三個(gè)字母的組合.在以后的數(shù)年里,MATLAB在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用,并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流傳.畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 《580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)》 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 www.bysj580.com QQ3449649974</p><p>　　1983年春天,Cleve Moler到Standford大學(xué)講學(xué),MATLAB深深地吸引了

17、工程師John Little.John Little敏銳地覺(jué)察到MATLAB在工程領(lǐng)域的廣闊前景.同年,他和Cleve Moler,Steve Bangert一起,用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了第二代專業(yè)版.這一代的MATLAB語(yǔ)言同時(shí)具備了數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)圖示化的功能.</p><p>　　1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MATLAB推向市場(chǎng),并繼續(xù)進(jìn)行MATLAB

18、的研究和開(kāi)發(fā).</p><p>　　在當(dāng)今30多個(gè)數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中,就軟件數(shù)學(xué)處理的原始內(nèi)核而言,可分為兩大類.一類是數(shù)值計(jì)算型軟件,如MATLAB,Xmath,Gauss等,這類軟件長(zhǎng)于數(shù)值計(jì)算,對(duì)處理大批數(shù)據(jù)效率高;另一類是數(shù)學(xué)分析型軟件,Mathematica,Maple等,這類軟件以符號(hào)計(jì)算見(jiàn)長(zhǎng),能給出解析解和任意精確解,其缺點(diǎn)是處理大量數(shù)據(jù)時(shí)效率較低.MathWorks公司順應(yīng)多功能需求之潮流,在其

19、卓越數(shù)值計(jì)算和圖示能力的基礎(chǔ)上,又率先在專業(yè)水平上開(kāi)拓了其符號(hào)計(jì)算,文字處理,可視化建模和實(shí)時(shí)控制能力,開(kāi)發(fā)了適合多學(xué)科,多部門要求的新一代科技應(yīng)用軟件MATLAB.經(jīng)過(guò)多年的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),MATLAB以經(jīng)占據(jù)了數(shù)值軟件市場(chǎng)的主導(dǎo)地位.</p><p>　　在MATLAB進(jìn)入市場(chǎng)前，國(guó)際上的許多軟件包都是直接以FORTRANC語(yǔ)言等編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。這種軟件的缺點(diǎn)是使用面窄，接口簡(jiǎn)陋，程序結(jié)構(gòu)不開(kāi)放以及沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的基庫(kù)，

20、很難適應(yīng)各學(xué)科的最新發(fā)展，因而很難推廣。MATLAB的出現(xiàn)，為各國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)學(xué)科軟件提供了新的基礎(chǔ)。在MATLAB問(wèn)世不久的80年代中期，原先控制領(lǐng)域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在MATLAB上重建。</p><p>　　MathWorks公司1993年推出了MATLAB 4。0版，1995年推出4。2C版（for win3。X）1997年推出5。0版。1999年推出5。3版。MATLAB 5。X較MATLAB 4

21、。X無(wú)論是界面還是內(nèi)容都有長(zhǎng)足的進(jìn)展，其幫助信息采用超文本格式和PDF格式，在Netscape 3。0或IE 4。0及以上版本，Acrobat Reader中可以方便地瀏覽。</p><p>　　時(shí)至今日，經(jīng)過(guò)MathWorks公司的不斷完善，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科，多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)大大大型軟件。在國(guó)外，MATLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗(yàn)。在歐美等高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動(dòng)控制理論，數(shù)理

22、統(tǒng)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理，時(shí)間序列分析，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門，MATLAB被廣泛用于科學(xué)研究和解決各種具體問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)，特別是工程界，MATLAB一定會(huì)盛行起來(lái)。可以說(shuō)，無(wú)論你從事工程方面的哪個(gè)學(xué)科，都能在MATLAB里找到合適的功能。</p><p>　　1.4.2 MATLAB的語(yǔ)言特點(diǎn)</p><

23、p>　　一種語(yǔ)言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語(yǔ)言的特點(diǎn)，正如同F(xiàn)ORTRAN和C等高級(jí)語(yǔ)言使人們擺脫了需要直接對(duì)計(jì)算機(jī)硬件資源進(jìn)行操作一樣，被稱作為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來(lái)。MATLAB最突出的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)潔。MATLAB用更直觀的，符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了C和FORTRAN語(yǔ)言的冗長(zhǎng)代碼。MATLAB給用戶帶來(lái)的是最

24、直觀，最簡(jiǎn)潔的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境。以下簡(jiǎn)單介紹一下MATLAB的主要特點(diǎn)。</p><p>　　1）。語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，庫(kù)函數(shù)極其豐富。MATLAB程序書(shū)寫(xiě)形式自由，利用起豐富的庫(kù)函數(shù)避開(kāi)繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。由于庫(kù)函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫(xiě)，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性?？梢哉f(shuō)，用MATLAB進(jìn)行科技開(kāi)發(fā)是站在專家的肩膀上。</p><p>　　具有FORTRA

25、N和C等高級(jí)語(yǔ)言知識(shí)的讀者可能已經(jīng)注意到，如果用FORTRAN或C語(yǔ)言去編寫(xiě)程序，尤其當(dāng)涉及矩陣運(yùn)算和畫(huà)圖時(shí)，編程會(huì)很麻煩。例如，如果用戶想求解一個(gè)線性代數(shù)方程，就得編寫(xiě)一個(gè)程序塊讀入數(shù)據(jù)，然后再使用一種求解線性方程的算法（例如追趕法）編寫(xiě)一個(gè)程序塊來(lái)求解方程，最后再輸出計(jì)算結(jié)果。在求解過(guò)程中，最麻煩的要算第二部分。解線性方程的麻煩在于要對(duì)矩陣的元素作循環(huán)，選擇穩(wěn)定的算法以及代碼的調(diào)試動(dòng)不容易。即使有部分源代碼，用戶也會(huì)感到麻煩，且不能

26、保證運(yùn)算的穩(wěn)定性。解線性方程的程序用FORTRAN和C這樣的高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)，至少需要四百多行，調(diào)試這種幾百行的計(jì)算程序可以說(shuō)很困難。以下用MATLAB編寫(xiě)以上兩個(gè)小程序的具體過(guò)程。</p><p>　　第2章 信號(hào)識(shí)別原理</p><p><b>　　2.1識(shí)別原理簡(jiǎn)介</b></p><p>　　一般指識(shí)別信號(hào)和載波都是連續(xù)波的識(shí)別方式。它有調(diào)

27、幅、調(diào)頻和調(diào)相 ，其基本形式如下： </p><p>　?。?）調(diào)幅(AM)：用識(shí)別信號(hào)控制載波的振幅，使載波的振幅隨著識(shí)別信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)幅波。調(diào)幅波的頻率仍是載波頻率，調(diào)幅波包絡(luò)的形狀反映識(shí)別信號(hào)的波形。調(diào)幅系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但抗干擾性差,傳輸時(shí)信號(hào)容易失真。 </p><p>　?。?）調(diào)頻(FM)：用識(shí)別信號(hào)控制載波的振蕩頻率，使載波的頻率隨著識(shí)別信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)頻波。調(diào)頻

28、波的振幅保持不變，調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率偏離載波頻率的量與識(shí)別信號(hào)的瞬時(shí)值成比例。調(diào)頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稍復(fù)雜，占用的頻帶遠(yuǎn)較調(diào)幅波為寬，因此必須工作在超短波波段?？垢蓴_性能好，傳輸時(shí)信號(hào)失真小，設(shè)備利用率也較高。 </p><p>　?。?）調(diào)相(PM)：用識(shí)別信號(hào)控制載波的相位，使載波的相位隨著識(shí)別信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)相波。調(diào)相波的振幅保持不變，調(diào)相波的瞬時(shí)相角偏離載波相角的量與識(shí)別信號(hào)的瞬時(shí)值成比例。在調(diào)頻時(shí)相角也有相應(yīng)

29、的變化，但這種相角變化并不與識(shí)別信號(hào)成比例。在調(diào)相時(shí)頻率也有相應(yīng)的變化，但這種頻率變化并不與識(shí)別信號(hào)成比例。在模擬識(shí)別過(guò)程中已調(diào)波的頻譜中除了載波分量外在載波頻率兩旁還各有一個(gè)頻帶，因識(shí)別而產(chǎn)生的各頻率分量就落在這兩個(gè)頻帶之內(nèi)。這兩個(gè)頻帶統(tǒng)稱為邊頻帶或邊帶。位于比載波頻率高的一側(cè)的邊頻帶，稱為上邊帶。位于比載波頻率低的一側(cè)的邊頻帶，稱為下邊帶。在單邊帶通信中可用濾波法、相移法或相移濾波法取得調(diào)幅波中一個(gè)邊帶，這種識(shí)別方法稱為單邊帶識(shí)別(

30、SSB)。單邊帶識(shí)別常用于有線載波電話和短波無(wú)線電多路通信。在同步通信中可用平衡識(shí)別器實(shí)現(xiàn)抑制載波的雙邊帶識(shí)別(DSB-SC)。在數(shù)字通信中為了提高頻帶利用率而采用殘留邊帶識(shí)別(VSB),即傳輸一個(gè)邊帶（在鄰近載波的部分也受到一些衰減）和另一個(gè)邊帶的殘留部分。在解調(diào)時(shí)可以互相補(bǔ)償而得到完整的基帶。 </p><p><b>　　2.2數(shù)字識(shí)別 </b></p><p>

31、;　　一般指識(shí)別信號(hào)是離散的，而載波是連續(xù)波的識(shí)別方式。它有四種基本形式：振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控和差分移相鍵控。①振幅鍵控 (ASK)：用數(shù)字識(shí)別信號(hào)控制載波的通斷。如在二進(jìn)制中,發(fā)0時(shí)不發(fā)送載波,發(fā)1時(shí)發(fā)送載波。有時(shí)也把代表多個(gè)符號(hào)的多電平振幅識(shí)別稱為振幅鍵控。振幅鍵控實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但抗干擾能力差。 ②移頻鍵控(FSK)：用數(shù)字識(shí)別信號(hào)的正負(fù)控制載波的頻率。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)載波頻率為f1，當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí)載波頻率為 f2

32、。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多進(jìn)制頻率識(shí)別稱為移頻鍵控。移頻鍵控能區(qū)分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。 ③移相鍵控(PSK)：用數(shù)字識(shí)別信號(hào)的正負(fù)控制載波的相位。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)，載波起始相位取0；當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí),載波起始相位取180°。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多相制相位識(shí)別稱為移相鍵控。移相鍵控抗干擾能力強(qiáng)，但在解調(diào)時(shí)需要有一個(gè)正確的參考相位，即需要相干解調(diào)。④差分移相鍵控(DPSK)：利用識(shí)別

33、信號(hào)前后碼元之間載波相對(duì)相位的變化來(lái)傳遞信息。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 《580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)》 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供</p><p>　　2 .2.1 PSK識(shí)別原理</p><p>　　PSK(相位識(shí)別)的一種將距離為180度的兩個(gè)相位(如0度和180度)對(duì)應(yīng)0和1, 是相位識(shí)別中最簡(jiǎn)單的一種。絕對(duì)相移是利用載波的相位（指初相）直接表示數(shù)字信號(hào)的相移方式。二進(jìn)制相移鍵

34、控通常用相位0和π來(lái)分別表示“0”或</p><p><b>　　式為 </b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　這里，s(t)與2ASK及2FSK時(shí)不同，為雙極性數(shù)字基帶信號(hào)，即</p><p><b>　?。?-2）</b>&l

35、t;/p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　式中，g(t)是高度為1，寬度為的門函數(shù)：</p><p>　　因此，在某一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)觀察時(shí)，有 </p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　當(dāng)碼元寬度為載波周期的整數(shù)倍時(shí)，2P

36、SK信號(hào)的典型波形如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 2PSK信號(hào)的典型波形</p><p>　　當(dāng)碼元寬度為載波周期的整數(shù)倍時(shí)，2PSK信號(hào)的典型波形如圖2-2所示，2PS信號(hào)的模擬識(shí)別法框圖（a）；圖（b）是產(chǎn)生2PSK信號(hào)的鍵控法框圖，就模擬識(shí)別法而言，與產(chǎn)生2ASK信號(hào)的方法比較，只是對(duì)s(t)要求不同，因此2PSK信號(hào)可以看作是雙極性基帶信號(hào)作用下的DSB調(diào)幅信號(hào)。而

37、就鍵控法來(lái)說(shuō)，用數(shù)字基帶信號(hào)s(t)控制開(kāi)關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時(shí)s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號(hào)均可。</p><p>　　圖 2-2 2PSK識(shí)別框圖</p><p>　　脈沖識(shí)別有兩種含義：第一種是指用識(shí)別信號(hào)控制脈沖本身的參數(shù)(幅度、寬度、相位等)，使這些參數(shù)隨識(shí)別信號(hào)變化。此時(shí),識(shí)別信號(hào)是連續(xù)波,載波是重復(fù)的脈沖序列。第二種是指用脈沖信號(hào)控制高頻振蕩的

38、參數(shù)。此時(shí)，識(shí)別信號(hào)是脈沖序列，載波是高頻振蕩的連續(xù)波。通常所說(shuō)的脈沖識(shí)別都是指上述第一種情況。脈沖識(shí)別可分為模擬式和數(shù)字式兩類。模擬式脈沖識(shí)別是指用模擬信號(hào)對(duì)脈沖序列參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，有脈幅識(shí)別、脈寬識(shí)別、脈位識(shí)別和脈頻識(shí)別等。數(shù)字式脈沖識(shí)別是指用數(shù)字信號(hào)對(duì)脈沖序列參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，有脈碼識(shí)別和增量識(shí)別等。由于脈沖序列占空系數(shù)很小，即一個(gè)周期的絕大部分時(shí)間內(nèi)信號(hào)為0值,因而可以插入多路其他已調(diào)脈沖序列，實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路傳輸。已調(diào)脈沖序列還可以用各

39、種方法去識(shí)別高頻振蕩載波。常用的脈沖識(shí)別有以下幾種。 </p><p>　　2.2.2脈沖編碼識(shí)別(PCM)</p><p>　　1937年脈幅識(shí)別和脈寬識(shí)別的發(fā)明者A.H.里夫提出用脈沖的有無(wú)的組合來(lái)傳遞聲音，后來(lái)把這種方法稱為脈碼識(shí)別。但脈碼識(shí)別到20世紀(jì)50年代才開(kāi)始實(shí)用化。 </p><p>　　脈碼識(shí)別有三個(gè)過(guò)程：采樣、量化和編碼。即先對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì)

40、采樣值進(jìn)行量化（整量化），再對(duì)經(jīng)過(guò)采樣和量化后的信號(hào)幅度進(jìn)行編碼，因此脈碼識(shí)別的本質(zhì)不是識(shí)別，而是數(shù)字編碼，所以能充分保證傳輸質(zhì)量。由編碼得到的數(shù)字信號(hào)可根據(jù)需要再對(duì)高頻振蕩載波進(jìn)行識(shí)別。脈碼識(shí)別不是用改變脈沖序列的參數(shù)來(lái)傳輸信息，而是用參數(shù)固定的脈沖的不同組合來(lái)傳遞信息，因此抗干擾能力強(qiáng)，失真很小，是現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向。 </p><p><b>　　2.2.3增量識(shí)別</b><

41、/p><p>　　增量識(shí)別是一種特殊的脈碼識(shí)別，它不是對(duì)信號(hào)本身進(jìn)行采樣、量化和編碼，而是對(duì)信號(hào)相隔一定重復(fù)周期的瞬時(shí)值的增量進(jìn)行采樣、量化和編碼?，F(xiàn)在已有多種增量識(shí)別方法，其中最簡(jiǎn)單的一種，是在每一采樣瞬間當(dāng)增量值超過(guò)某一規(guī)定值時(shí)發(fā)正脈沖，小于規(guī)定值時(shí)發(fā)負(fù)脈沖。這樣每個(gè)碼組只有一個(gè)脈沖，故為二進(jìn)制一位編碼，每個(gè)碼組不是表示信號(hào)的幅度，而是表示幅度的增量。這種增量識(shí)別信號(hào)的解調(diào)也很簡(jiǎn)單，只要將收到的脈沖序列進(jìn)行積分和

42、濾波即可復(fù)原，因此編碼和解碼設(shè)備都比較簡(jiǎn)單。 </p><p>　　2.2.4 QPSK四相相移鍵控</p><p>　　四相相移識(shí)別是利用載波的四種不同相位差來(lái)表征輸入的數(shù)字信息，是四進(jìn)制移相鍵控。QPSK是在M=4時(shí)的調(diào)相技術(shù)，它規(guī)定了四種載波相位，分別為45°，135°，225°，275°，識(shí)別器輸入的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)字序列，為了能和四進(jìn)制的載波

43、相位配合起來(lái)，則需要把二進(jìn)制數(shù)據(jù)變換為四進(jìn)制數(shù)據(jù)，這就是說(shuō)需要把二進(jìn)制數(shù)字序列中每?jī)蓚€(gè)比特分成一組，共有四種組合，即00，01，10，11，其中每一組稱為雙比特碼元。每一個(gè)雙比特碼元是由兩位二進(jìn)制信息比特組成，它們分別代表四進(jìn)制四個(gè)符號(hào)中的一個(gè)符號(hào)。QPSK中每次識(shí)別可傳輸2個(gè)信息比特，這些信息比特是通過(guò)載波的四種相位來(lái)傳遞的。解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號(hào)的相位來(lái)判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。 </p><p>

44、;　　數(shù)字識(shí)別用“星座圖”來(lái)描述，星座圖中定義了一種識(shí)別技術(shù)的兩個(gè)基本參數(shù)：（1）信號(hào)分布；（2）與識(shí)別數(shù)字比特之間的映射關(guān)系。星座圖中規(guī)定了星座點(diǎn)與傳輸比特間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系稱為"映射"，一種識(shí)別技術(shù)的特性可由信號(hào)分布和映射完全定義，即可由星座圖來(lái)完全定義。 </p><p>　　首先將輸入的串行二進(jìn)制信息序列經(jīng)串－并變換，變成m=log2M個(gè)并行數(shù)據(jù)流，每一路的數(shù)據(jù)率是R/m,R是串行

45、輸入碼的數(shù)據(jù)率。I/Q信號(hào)發(fā)生器將每一個(gè)m比特的字節(jié)轉(zhuǎn)換成一對(duì)（pn，qn）數(shù)字，分成兩路速率減半的序列，電平發(fā)生器分別產(chǎn)生雙極性二電平信號(hào)I(t)和Q(t)，然后對(duì)coswct和sinwct進(jìn)行識(shí)別，相加后即得到QPSK信號(hào)。 </p><p><b>　　2.3模擬識(shí)別</b></p><p>　　2.3.1 FM識(shí)別原理</p><p>

46、　　頻率識(shí)別的一般表達(dá)式[1]為： </p><p><b>　?。?-1）</b></p><

47、p>　　FM和PM非常相似，如果預(yù)先不知道識(shí)別信號(hào)的具體形式，則無(wú)法判斷已調(diào)信號(hào)是調(diào)頻信號(hào)還是調(diào)相信號(hào)。</p><p><b>　　圖 2-1</b></p><p><b>　　圖 2-2 </b></p><p>　　圖（2-1）所示的產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法稱為直接調(diào)頻法，圖（2-2）所示的產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法稱為間

48、接調(diào)頻法[4]。由于實(shí)際相位識(shí)別器的調(diào)節(jié)范圍不可能超出，因而間接調(diào)頻的方法僅適用于相位偏移和頻率偏移不大的窄帶識(shí)別情形，而直接調(diào)頻則適用于寬帶識(shí)別情形。</p><p>　　根據(jù)識(shí)別后載波瞬時(shí)相位偏移的大小，可將頻率識(shí)別分為寬帶調(diào)頻（WBFM）與窄帶調(diào)頻（NBFM）。寬帶與窄帶識(shí)別的區(qū)分并無(wú)嚴(yán)格的界限，但通常認(rèn)為由調(diào)頻所引起的最大瞬時(shí)相位偏移遠(yuǎn)小于30°時(shí)，</p><p>&l

49、t;b>　　（2-2）</b></p><p>　　稱為窄帶調(diào)頻。否則，稱為寬帶調(diào)頻。</p><p>　　為方便起見(jiàn)，無(wú)妨假設(shè)正弦載波的振幅A＝1，則由式（2-1）調(diào)頻信號(hào)的一般表達(dá)式，得</p><p>　　= （2-3）</p><p>　　通過(guò)化解，利用傅立葉變化公式可得NBFM信號(hào)的頻域表達(dá)

50、式：</p><p><b>　?。?-4）   </b></p><p>　　在NBFM中，由于下邊頻為負(fù)，因而合成矢量不與載波同相，而是存在相位偏移，當(dāng)最大相位偏移滿足式（2-2）時(shí)，合成矢量的幅度基本不變，這樣就形成了FM信號(hào)。</p><p>　　圖2-3 NBFM信號(hào)頻譜</p><

51、p>　　2.3.2 PM識(shí)別原理</p><p>　　在模擬識(shí)別中，一個(gè)連續(xù)波有三個(gè)參數(shù)可以用來(lái)攜帶信息而構(gòu)成已調(diào)信號(hào)。當(dāng)幅度和頻率保持不變時(shí)，改變載波的相位使之隨未調(diào)信號(hào)的大小而改變，這就是調(diào)相的概念。</p><p>　　角度識(shí)別信號(hào)的一般表示形式為：</p><p>　　S (t)=Acos[ωt+φ(t)]</p><p>　　

52、式中，A是載波的恒定振幅；[ωt+φ(t)]是信號(hào)的瞬時(shí)相位，而φ(t)稱為瞬時(shí)相位偏移；d[ωt+φ(t)]/dt為信號(hào)的瞬時(shí)頻率，而dφ(t)/dt稱為瞬時(shí)頻率偏移，即相對(duì)于ω的瞬時(shí)頻率偏移。</p><p>　　設(shè)高頻載波為u=Ucosωt，識(shí)別信號(hào)為UΩ(t)，則調(diào)相信號(hào)的瞬時(shí)相位</p><p>　　φ(t)=ω+KUΩ(t)</p><p>　　瞬時(shí)角頻

53、率 ω(t)==ω+K</p><p>　　調(diào)相信號(hào) u=Ucos［ωt+KuΩ(t)］ </p><p>　　將信號(hào)的信息加在載波的相位上則形成調(diào)相信號(hào)，調(diào)相的表達(dá)式為：</p><p>　　S(t)=Acos[ωt+Kf(t)+φ]</p><p>　　這里K稱為相移指數(shù)，這種識(shí)別方式，載波的幅度和角頻率不變，而瞬時(shí)相位偏移是識(shí)別

54、信號(hào)f(t)的線性函數(shù)，稱為相位識(shí)別。</p><p>　　調(diào)相與調(diào)頻有著相當(dāng)密切的關(guān)系，我們知道相位與頻率有如下關(guān)系式：</p><p>　　ω==ω+Kf(t)</p><p><b>　　φ(t)=ωt+K</b></p><p>　　所以在調(diào)相時(shí)可以先將識(shí)別信號(hào)進(jìn)行微分后在進(jìn)行頻率識(shí)別，這樣等效于調(diào)相，此方法稱為

55、間接調(diào)相，與此相對(duì)應(yīng)，上述方法稱為直接調(diào)相。調(diào)相信號(hào)的產(chǎn)生如圖2所示：</p><p>　　圖2 PM調(diào)相信號(hào)的產(chǎn)生</p><p>　　第3章 識(shí)別仿真實(shí)現(xiàn)</p><p>　　3.1 FM識(shí)別的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　3.1.1 FM識(shí)別的參數(shù)設(shè)置</p><p>　　通信工具箱中，F(xiàn)M識(shí)別可用modulate

56、[2]這個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其表達(dá)式可表示為：</p><p>　　y = modulate(x,fc,fs,'FM')</p><p>　　其中x表示為識(shí)別信號(hào)，fc為載波頻率，fs為y的采樣頻率，所有頻率的單位都為Hz。fs應(yīng)該大于fc。應(yīng)大于兩倍fc。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，我們?nèi)。?lt;/p><p>　　fc = 1

57、50; %載波頻率</p><p>　　fs = 800; %采樣頻率</p><p>　　t = (0 :0.001:0.15); %時(shí)間區(qū)域</p><p>　　x = sin(2*pi*30*t); %識(shí)別信號(hào)</p><p>　　得到輸入的識(shí)別信號(hào)波形為</p><p

58、>　　圖 3-1 識(shí)別信號(hào)時(shí)域波形圖</p><p>　　3.1.2 FM識(shí)別實(shí)現(xiàn)</p><p>　　利用y = modulate(x,fc,fs,'FM')函數(shù)得出FM信號(hào)的圖形，如下：</p><p>　　圖 3-2 FM信號(hào)時(shí)域的波形圖 </p><p>　　輸入的識(shí)別信號(hào)通過(guò)識(shí)別之后，波形發(fā)生了明顯的變化，

59、原本規(guī)則的正弦信號(hào)變成了不規(guī)則的上下起伏波動(dòng)的圖形，而且識(shí)別后的圖形也沒(méi)有原本正弦信號(hào)般圓滑，出現(xiàn)了十分尖銳的突起。說(shuō)明正弦信號(hào)通過(guò)FM識(shí)別之后波形發(fā)生了明顯的改變。</p><p>　　3.1.3 FM識(shí)別頻譜 </p><p>　　對(duì)FM識(shí)別前后的時(shí)域波形利用如下函數(shù)：用FFT函數(shù)進(jìn)行傅利葉變換，進(jìn)行傅立葉變化便分別得到識(shí)別信號(hào)與識(shí)別之后的FM信號(hào)的頻譜圖，頻譜圖如下：</p

60、><p>　　圖3-3 識(shí)別信號(hào)頻譜圖</p><p>　　圖3-4 FM信號(hào)頻譜圖</p><p>　　通過(guò)頻譜圖的對(duì)照比較我們可以看出FM識(shí)別并不是使原正弦信號(hào)的頻譜在原來(lái)位置上通過(guò)移動(dòng)得到識(shí)別波形，識(shí)別后的波形與識(shí)別前的完全不同，這證明FM識(shí)別并不是線性的，而是非線性的。</p><p>　　3.1.4 改變采樣頻率</p&g

61、t;<p>　　采樣頻率 fs = 400;利用y = modulate(x,fc,fs,'FM')函數(shù)進(jìn)行識(shí)別，波形如下：</p><p>　　圖3-5 400Hz采樣頻率FM信號(hào)的時(shí)域波形圖 </p><p>　　載波頻率fc = 150; 采樣頻率 fs = 1000; 識(shí)別信號(hào)x = sin(2*pi*30*t) ，利用函數(shù)y = modul

62、ate(x,fc,fs,'FM')進(jìn)行識(shí)別，得其波形如下：</p><p>　　圖3-6 1000Hz采樣頻率FM信號(hào)的時(shí)域波形圖</p><p>　　載波頻率不變，改變采樣頻率后，如果將采樣頻率取的太小，到小于兩倍的載波頻率，MATLAB軟件將不能輸出波形，說(shuō)明采樣頻率只有在大于兩倍載波頻率的條件下才能進(jìn)行識(shí)別，以原來(lái)的800Hz作為對(duì)照，改變采樣頻率后，1000H

63、z與400Hz的FM信號(hào)時(shí)域圖都發(fā)生了程度不同的變化。</p><p>　　奈奎斯特抽樣定理（即低通信號(hào)的均勻抽樣定理）告訴我們，一個(gè)頻帶限制在0至fc以內(nèi)的低通信號(hào)x(t)，如果以fs≥2fc的抽樣速率進(jìn)行均勻抽樣，則x(t)可以由抽樣后的信號(hào)y完全地確定，即y包含有x(t)的成分，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)牡屯V波器不失真地恢復(fù)出x(t)。最小抽樣速率fs=2fc稱為奈奎斯特速率。 </p><p&g

64、t;　　通過(guò)b=fft(y,1024)；f=(0:length(b)-1)*fs/length(b) -fs/2;對(duì)y進(jìn)行傅利葉變換，得到識(shí)別信號(hào)頻譜圖如下：</p><p>　　圖3-7 400Hz采樣頻率FM信號(hào)的頻域波形圖</p><p>　　圖3-8 1000Hz采樣頻率FM信號(hào)的頻域波形圖</p><p>　　通過(guò)以原來(lái)的800Hz作為對(duì)照，改變采樣頻

65、率后，1000Hz與400Hz的FM信號(hào)頻譜亦發(fā)生了不同程度的變化，由此我們可以看出采用等位置采樣方法整周期采樣,頻率隨機(jī)波動(dòng)的大小不會(huì)產(chǎn)生譜分析誤差;采用等時(shí)隙采樣方法,頻率隨機(jī)波動(dòng)的大小則會(huì)嚴(yán)重影響譜分析的結(jié)果.當(dāng)頻率隨機(jī)波動(dòng)水平較小時(shí),會(huì)導(dǎo)致譜峰值的降低,當(dāng)頻率隨機(jī)波動(dòng)水平較大時(shí),不僅會(huì)導(dǎo)致譜峰值的顯著降低,而且會(huì)引起譜線漂移和許多虛假的譜線;通過(guò)提高等時(shí)隙采樣方法的采樣率,可以減小譜分析的誤差.</p><p

66、>　　3.1.5 加入高斯噪聲</p><p>　　其載波頻率fc = 150; 采樣頻率fs = 800; 識(shí)別信號(hào)x = sin(2*pi*30*t); FM信號(hào)y = modulate(x,fc,fs,'FM'); 利用y1 = y + awgn(y,1,0);加入噪聲。</p><p>　　得到其時(shí)域波形圖如下：</p><p>　　圖

67、3-9 FM信號(hào)加入噪聲的時(shí)域波形圖</p><p>　　通過(guò)b=fft(y1,1024)；f=(0:length(b)-1)*fs/length(b) -fs/2;對(duì)y進(jìn)行傅利葉變換，得到加入噪聲后的FM信號(hào)頻譜為：</p><p>　　圖 3-10 FM信號(hào)加入噪聲的頻譜圖</p><p>　　通過(guò)對(duì)函數(shù)y1 = y + awgn(y,10,0)改變信噪比

68、后，信噪比由1變?yōu)?0，得到信噪比為10的時(shí)域圖為： </p><p>　　圖3-11 信噪比改為10的時(shí)域圖</p><p><b>　　頻譜圖為：</b></p><p>　　圖3-12 信噪比改為10的頻域圖</p><p>　　通過(guò)對(duì)函數(shù)y1 = y + awgn(y,20,0)改變信噪比后，信噪比由10變?yōu)?/p>

69、20，得到信噪比為20的時(shí)域圖為： </p><p>　　圖3-13 信噪比改為20的時(shí)域圖</p><p><b>　　頻域圖為：</b></p><p>　　圖3-14 信噪比改為20的頻域圖</p><p>　　加入噪聲后時(shí)域波形與原來(lái)的時(shí)域波形相比，波形明顯失真，波形不僅不如原本波形般規(guī)則，而且曲線之

70、間還出現(xiàn)了為鏈接在一起的斷裂，但隨著信噪比的增大，與原有的波形的相似度也增大了，說(shuō)信噪比越大，噪聲對(duì)信號(hào)的影響也變小了。</p><p>　　從加入噪聲的圖形與未加入噪聲的對(duì)比中我們還可以看出噪聲對(duì)時(shí)域圖的變化明顯比頻域圖的變化更為突出，白噪聲在整個(gè)頻譜內(nèi)每個(gè)頻點(diǎn)的能量為常數(shù)，且基本恒定，所以他對(duì)于時(shí)域的影響更大。</p><p>　　通過(guò)對(duì)噪聲的理解我們可以知道對(duì)于調(diào)頻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，增加傳輸

71、帶寬就可以改善抗噪聲性能。調(diào)頻方式的這種以帶寬取信噪比的特性是十分有益的。</p><p>　　3.2 PM識(shí)別的實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　3.2.1 源代碼</b></p><p>　　首先任意給定一個(gè)已知識(shí)別信號(hào)m(t)=sin(100*t)</p><p>　　進(jìn)行相位識(shí)別時(shí)要用到傅里葉變換，因此先編寫(xiě)傅里

72、葉變換的m文件用作主函數(shù)調(diào)用，其m文件代碼如下：</p><p>　　%求傅里葉變換的子函數(shù)</p><p>　　function [M,m,df]=fftseq(m,ts,df)</p><p><b>　　fs=1/ts;</b></p><p>　　if nargin==2 n1=0;

73、 %nargin為輸入?yún)⒘康膫€(gè)數(shù)</p><p>　　else n1=fs/df;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　n2=length(m);</p><p>　　n=2^(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2))); %nextpow2(n)取n最接近的較

74、大2次冪</p><p>　　M=fft(m,n); %M為信號(hào)m的傅里葉變換，n為快速傅里葉變換的點(diǎn)數(shù)，及基n-FFT變換</p><p>　　m=[m,zeros(1,n-n2)]; %構(gòu)建新的m信號(hào)</p><p>　　df=fs/n;

75、 %重新定義頻率分辨率</p><p>　　上述m文件以“fftseq.m”保存。</p><p>　　在實(shí)現(xiàn)相位解調(diào)時(shí)要調(diào)用兩個(gè)子函數(shù)，分述如下：</p><p>　　%求信號(hào)相角的子函數(shù)，這是調(diào)頻、調(diào)相都要用到的方法</p><p>　　function [v,phi]=env_phas(x,ts,f0)</p&g

76、t;<p>　　if nargout==2 %nargout為輸出變數(shù)的個(gè)數(shù)</p><p>　　z=loweq(x,ts,f0); %產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)的正交分量</p><p>　　phi=angle(z); %angle是對(duì)一個(gè)復(fù)數(shù)求相角的函數(shù)</p><p><b>　　end</b>&

77、lt;/p><p>　　v=abs(hilbert(x)); %abs用來(lái)求復(fù)數(shù)hilbert(x)的模</p><p>　　上述m文件以“env_phas.m”保存。</p><p>　　%產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)的正交分量</p><p>　　function x1=loweq(x,ts,f0)</p><p>　

78、　t=[0:ts:ts*(length(x)-1)];</p><p>　　z=hilbert(x); %希爾伯特變換對(duì)的利用---通過(guò)實(shí)部來(lái)求虛部</p><p>　　x1=z.*exp(-j*2*pi*f0*t); %產(chǎn)生信號(hào)z的正交分量，</p><p>　　%并將z信號(hào)與它的正交分量加在一起</p>

79、<p>　　上述m文件以“l(fā)oweq.m”保存</p><p><b>　　%主程序</b></p><p>　　t0=0.2; %信號(hào)的持續(xù)時(shí)間,用來(lái)定義時(shí)間向量</p><p>　　ts=0.001; %抽樣間隔</p>&l

80、t;p>　　fs=1/ts; %抽樣頻率</p><p>　　fc=300; %載波頻率,fc可以任意改變</p><p>　　t=[-t0/2:ts:t0/2]; %時(shí)間向量</p><p>　　kf=100;

81、 %偏差常數(shù)</p><p>　　df=0.25; %所需的頻率分辨率，用在求傅里葉變換時(shí)，它表示FFT的最小頻率間隔</p><p>　　m=sin(100*t); %識(shí)別信號(hào)，m(t)可以任意更改</p><p>　　int_m(1)=0;

82、 %求信號(hào)m(t)的積分</p><p>　　for i=1:length(t)-1 </p><p>　　int_m(i+1)=int_m(i)+m(i)*ts;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　[M,m,df1]=fftseq(m,ts,df); %

83、對(duì)識(shí)別信號(hào)m(t)求傅里葉變換</p><p>　　M=M/fs; %縮放，便于在頻譜圖上整體觀察</p><p>　　f=[0:df1:df1*(length(m)-1)]-fs/2; %時(shí)間向量對(duì)應(yīng)的頻率向量</p><p>　　u=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_m); %識(shí)別后的

84、信號(hào)</p><p>　　[U,u,df1]=fftseq(u,ts,df); %對(duì)識(shí)別后的信號(hào)u求傅里葉變換</p><p>　　U=U/fs; %縮放</p><p>　　%通過(guò)調(diào)用子程序env_phas和loweq來(lái)實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能</p><p>　　[v,phase]

85、=env_phas(u,ts,fc); %解調(diào)，求出u的相位</p><p>　　phi=unwrap(phase); %校正相位角，使相位在整體上連續(xù)，便于后面對(duì)該相位角求導(dǎo)</p><p>　　dem=(1/(2*pi*kf))*(diff(phi)*fs); %對(duì)校正后的相位求導(dǎo)</p><p>　　%再經(jīng)一些線性變換來(lái)恢

86、復(fù)原識(shí)別信號(hào)</p><p>　　%乘以fs是為了恢復(fù)原信號(hào)，因?yàn)榍懊媸褂昧丝s放 </p><p>　　subplot(3,2,1) %子圖形式顯示結(jié)果</p><p>　　plot(t,m(1:length(t))) %現(xiàn)在的m信號(hào)是重新構(gòu)建的信號(hào)，</p><p>　　%因?yàn)樵趯?duì)m求傅里葉變換時(shí)m=[m,zeros

87、(1,n-n2)]</p><p>　　axis([-0.1 0.1 -1 1]) %定義兩軸的刻度</p><p>　　xlabel('時(shí)間t') </p><p>　　title('原識(shí)別信號(hào)的時(shí)域圖')</p><p>　　subplot(3,2,2)</p>&

88、lt;p>　　plot(t,u(1:length(t)))</p><p>　　axis([-0.1 0.1 -1 1])</p><p>　　xlabel('時(shí)間t')</p><p>　　title('已調(diào)信號(hào)的時(shí)域圖')</p><p>　　subplot(3,2,3)</p><

89、;p>　　plot(f,abs(fftshift(M))) %fftshift：將FFT中的DC分量移到頻譜中心</p><p>　　axis([-600 600 0 0.04])</p><p>　　xlabel('頻率f')</p><p>　　title('原識(shí)別信號(hào)的頻譜圖')</p>&l

90、t;p>　　subplot(3,2,4)</p><p>　　plot(f,abs(fftshift(U)))</p><p>　　axis([-600 600 0 0.04])</p><p>　　xlabel('頻率f')</p><p>　　title('已調(diào)信號(hào)的頻譜圖')</p>

91、<p>　　subplot(3,2,5)</p><p>　　plot(t,m(1:length(t)))</p><p>　　axis([-0.1 0.1 -1 1])</p><p>　　xlabel('時(shí)間t')</p><p>　　title('原識(shí)別信號(hào)的時(shí)域圖')</p>&

92、lt;p>　　subplot(3,2,6)</p><p>　　plot(t,dem(1:length(t)))</p><p>　　axis([-0.1 0.1 -1 1])</p><p>　　xlabel('時(shí)間t')</p><p>　　title('解調(diào)后信號(hào)的時(shí)域波形')</p>

93、<p><b>　　3.2.2結(jié)果顯示</b></p><p>　　將源代碼輸入MATLAB命令窗口，運(yùn)行就可以得到結(jié)果，如圖5所示：</p><p>　　3.3 PSK識(shí)別的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　3.3.1 PSK識(shí)別的參數(shù)設(shè)置</p><p>　　通信工具箱中，PSK識(shí)別可用dmod這個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其

94、表達(dá)式可表示為：</p><p>　　y=dmod(x,fc,fd,fs,‘method’,M,tone,)</p><p>　　其中x表示為數(shù)字基帶信號(hào)，fc為載波頻率，fd 為基帶采樣頻率，即x的采樣頻率，fs為y的采樣頻率，所有頻率的單位都為Hz。載波頻率fs應(yīng)該為基帶頻率fd的整數(shù)倍，fs應(yīng)該遠(yuǎn)大于fc，最好fs、fc和fd的取值滿足fs>fc>fd。method為識(shí)別

95、方式，有ask,fsk,psk等等，當(dāng)然本設(shè)計(jì)為psk識(shí)別。M代表進(jìn)制，在設(shè)計(jì)中x的每個(gè)值必須們于區(qū)間[0，M-1]。在本設(shè)計(jì)中，取M＝2，即2PSK。</p><p><b>　　在本設(shè)計(jì)中，我們?nèi)?lt;/b></p><p><b>　　fc=20;</b></p><p><b>　　fd=10;</b&

96、gt;</p><p><b>　　fs=500;</b></p><p>　　x = [ 1 1 0 1 0 0 1 0 ];</p><p>　　用stem函數(shù)繪制出基帶信號(hào)的波形圖</p><p>　　stem(x)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 《580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)》 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 www

97、.bysj580.com QQ3449649974</p><p>　　其數(shù)字基帶信號(hào)波形如圖3-1所示： </p><p>　　圖 3-1 數(shù)字基帶信號(hào)波形圖</p><p>　　通過(guò)圖形，我們可以觀察到，基帶信號(hào)為一些離散的數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　3.3.2 PSK識(shí)別實(shí)現(xiàn)</p><p>　　繪制出基

98、帶信號(hào)，我們對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。</p><p><b>　　程序如下</b></p><p>　　x = [ 1 1 0 1 0 0 1 0 ]</p><p><b>　　tone=8;</b></p><p><b>　　fc=20;</b></p><

99、;p><b>　　fd=10;</b></p><p><b>　　fs=500;</b></p><p>　　y=dmod(x，fc，fd，fs,‘psk’,2，tone); %PSK識(shí)別 </p><p>　　ploy(y) %繪制識(shí)別后的波形圖

100、</p><p>　　數(shù)字基帶信號(hào)經(jīng)PSK識(shí)別后，其波形圖形3-2所示.</p><p>　　圖 3-2識(shí)別信號(hào)的時(shí)域波形圖</p><p>　　通過(guò)圖形，我們可以發(fā)現(xiàn)在圖中150s、300s和350s的地方出現(xiàn)了反相現(xiàn)象。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況類？因?yàn)槎M(jìn)制相移鍵控通常用相位0和π來(lái)分別表示“0”或“1”，我們知道，2PSK信號(hào)是用載波的不同相位直接去表示相應(yīng)的數(shù)字

101、信號(hào)而得出的，在這種絕對(duì)移相的方式中，由于發(fā)送端是以某一個(gè)相位作為基準(zhǔn)的，因而在接收系統(tǒng)也必須有這樣一個(gè)固定基準(zhǔn)相位作參考。如果這個(gè)參考相位發(fā)生變化，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會(huì)與發(fā)送的數(shù)字信息完全相反，從而造成錯(cuò)誤的恢復(fù)。這種現(xiàn)象常稱為2PSK的“倒π”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。在實(shí)際中，為了克服這種倒π現(xiàn)像，常常會(huì)采用一種所謂的相對(duì)（差分）移相（2DPSK）方式。</p><p>　　3.3.3 PSK識(shí)別頻譜分析&l

102、t;/p><p>　　將數(shù)字基帶信號(hào)識(shí)別完后，現(xiàn)在在數(shù)字信號(hào)無(wú)干擾的情況下，我們對(duì)識(shí)別后進(jìn)行頻譜分析。</p><p><b>　　程序?yàn)椋?lt;/b></p><p>　　a=fft(x,1024); %對(duì)x進(jìn)行傅利葉變換</p><p>　　f=(0:length(a)-1)*fs/length(a)-fs/2;<

103、;/p><p><b>　　figure</b></p><p>　　plot(f,abs(a)); % 繪制PSK識(shí)別前的頻譜圖</p><p>　　b=fft(y,1024);</p><p>　　f=(0:length(b)-1)*fs/length(b)-fs/2;</p><p>

104、<b>　　figure</b></p><p>　　plot(f,abs(b)); %繪制PSK識(shí)別后的頻譜圖</p><p>　　其數(shù)字基帶信號(hào)識(shí)別前和識(shí)別后的頻譜圖如圖3-3和3-4所示：</p><p>　　圖 3-3 數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜圖</p><p>　　圖3-4　已調(diào)信號(hào)的頻譜圖</p&g

105、t;<p>　　2PSK信號(hào)是一種雙邊帶信號(hào)，我們?cè)O(shè)g(t)的頻譜為</p><p>　　則2PSK信號(hào)的雙邊功率譜表達(dá)式為:</p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　若雙性極基帶波形信號(hào)的1與0出現(xiàn)的概率相等（即P＝1/2），則式3-2變?yōu)?lt;/p><p><b>　

106、?。?-3）</b></p><p>　　由上分析可知，2PSK信號(hào)的功率譜密度由離散譜與連續(xù)譜兩部分組成，但是當(dāng)雙極性基帶信號(hào)以相等的的概率（P＝1/2）出現(xiàn)是，將不存在離散譜部分。在這里指出一點(diǎn)，對(duì)于2PSK識(shí)別，式（2-1）并不表示原數(shù)字序列的已識(shí)別信號(hào)波形，而是表示絕對(duì)碼變換成相對(duì)碼后的數(shù)字序列的已調(diào)信號(hào)波形。因此，二相相對(duì)移相信號(hào)的頻譜與二相絕對(duì)移相信號(hào)的頻譜與二相絕對(duì)移相信號(hào)的頻譜是完全相

107、同的。</p><p>　　3.3.4 改變采樣頻率</p><p>　　現(xiàn)在我們改變采樣頻率,觀察識(shí)別波時(shí)域和頻域的波形圖,將采樣頻率改為100Hz,</p><p>　　即fs=100Hz。現(xiàn)對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。</p><p>　　改變采樣頻率為100Hz的時(shí)域和頻域波形圖如圖3-5和3-6所示。</p><p&

108、gt;　　圖3-5 fs=100Hz時(shí)已調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形圖</p><p>　　圖3-6 fs=100Hz時(shí)已調(diào)信號(hào)的頻譜圖</p><p>　　我們通過(guò)觀察改變前與改變后的時(shí)域和頻域的波形圖，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們將采樣頻率減小以后，識(shí)別出來(lái)的波形發(fā)生了失真，得到的圖形不是原來(lái)完整的正弦波形了，因?yàn)樵谧R(shí)別過(guò)程中，如果采樣頻率過(guò)小，將不能采樣到正確的信號(hào)。這樣使得識(shí)別出來(lái)的波形失真，得不到我們所需

109、要的結(jié)果。</p><p>　　現(xiàn)在我們將采樣頻率改大，再來(lái)觀察識(shí)別后的時(shí)頻圖。將采樣頻率改為1000Hz，即fs=1000Hz,其時(shí)頻圖如圖3-7和3-8所示。</p><p>　　圖3-7 fs=1000Hz時(shí)已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形圖</p><p>　　圖3-8 fs=1000Hz時(shí)已調(diào)信號(hào)的頻譜圖</p><p>　　可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)fs=1

110、000Hz時(shí)，波形與最初識(shí)別出來(lái)的波形是差不多的，但是fs=1000Hz比f(wàn)s=500Hz時(shí)的波形更加接近完整的正弦波。所以采樣頻率越大，識(shí)別出來(lái)的波形就越接近初始信號(hào)的波形。</p><p>　　3.3.5 加入高斯噪聲</p><p>　　現(xiàn)在我們?cè)跀?shù)字信號(hào)中加入噪聲，再對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，觀察其波形在時(shí)域和頻域的變化。噪聲有很多種，為了設(shè)計(jì)的方便以及圖形的處理，在本設(shè)計(jì)中我們加入的噪聲為高

111、斯白噪聲。因?yàn)榘自肼暿抢硐氲膶拵н^(guò)程，其功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)都是均勻分布的。在加入高斯噪聲情況下，進(jìn)行PSK識(shí)別：</p><p>　　y=dmod(x,fc,fd,fs,‘psk’,2,tone);</p><p>　　ynoisy=y+awgn(y,20,0); %加入高斯噪聲</p><p><b>　　figure</b></

112、p><p>　　plot(ynoisy); %數(shù)字基帶信號(hào)PSK加入噪聲的波形圖</p><p>　　f=(0:length(ynoisy)-1)*fs/length(ynoisy)-fs/2;</p><p>　　plot(f,abs(fft(ynoisy)));</p><p>　　加入噪聲后PSK識(shí)別的時(shí)域波形圖和頻譜圖如3-9和3-10

113、所示</p><p>　　圖3-9 加入噪聲后已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形圖</p><p>　　圖 3-10 加入噪聲后已調(diào)信號(hào)的頻譜圖</p><p>　　通過(guò)加入高斯白噪聲，我們發(fā)現(xiàn)識(shí)別信號(hào)的波形發(fā)生了變化。加入噪聲后，識(shí)別的波形發(fā)生了失真，但是我們可以發(fā)現(xiàn)，PSK識(shí)別在加入噪聲以后，其波形失真的并不是非常的嚴(yán)重，我們還是可以看得出來(lái)，它仍然與正弦信號(hào)信號(hào)非常接近，其頻