1、<<軟件無(wú)線(xiàn)電原理與應(yīng)用>>作業(yè)一、調(diào)頻(FM)信號(hào)的解調(diào)流程如圖1,信號(hào)帶寬20KHz，輸入時(shí)鐘40MHz,CNCO設(shè)置fo=10.7MHz,載波相位偏移為0;其中：CICF:2級(jí)級(jí)聯(lián)，抽取因子Di=5,增益補(bǔ)償值為4;HBF:11階、4級(jí)級(jí)聯(lián)，抽取因子D2=16;FIRF:采樣頻率500KHz,通帶30KHz,過(guò)渡帶20KHz,128階，抽取因子D3=5;鑒頻FIR:采樣頻率100KHz,通帶20KHz,過(guò)渡帶10KHz,64階。1 .給出CICF、HBF的傳遞函數(shù)H(z)的結(jié)構(gòu)，頻率響應(yīng)曲線(xiàn)，并分析其性能。2 .設(shè)計(jì)FIRF、鑒頻FIR濾波器，給出其頻率響應(yīng)曲線(xiàn)，

2、并分析其性能。3 .如果仿真信號(hào)為Sfm(n)Acos2f°n(n)N(n),其中N(n)為高斯白噪聲，瞬時(shí)相位為：(n)0.7sin2GnTs/60.5sin2f?nTs/3,f1=1000Hz,f2=2500Hz,SNR=20dB。推導(dǎo)圖中每級(jí)處理后輸出信號(hào)的表達(dá)式(不考慮噪聲)，并畫(huà)出每級(jí)處理后輸出信號(hào)的時(shí)域波形(AGC=2o化處理以檢測(cè)有無(wú)目標(biāo)O1 .假定信號(hào)的中心頻率f0=262.5MHz,在欠采樣下，A/D的采樣頻率fs應(yīng)選多大才能滿(mǎn)足中頻數(shù)字正交化處理的要求；2 .假定回波中包含兩個(gè)LFM信號(hào)(s(t)cos(2f°tt2),其參數(shù)如下表1所示，信噪比SNR=

3、10dB,產(chǎn)生回波信號(hào)，并利用信道化處理方法對(duì)LFM信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)(每個(gè)信道的帶寬Bs=3MHz)。要求：(1)給出信道劃分示意圖，并計(jì)算LFM信號(hào)所處的信道位置；(2)畫(huà)出有回波的信道信號(hào)及其頻譜；(3)對(duì)分離后的回波信號(hào)進(jìn)行脈壓，畫(huà)出脈壓結(jié)果進(jìn)行分析表1線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)LFM>#中心頻率(MHz)W(KHz)脈寬(us)chirp1242.5600100chirp2268.5300100三、對(duì)一圓形陣列的波束形成進(jìn)行仿真，假設(shè)發(fā)射信號(hào)載頻為0.8GHz,圓形陣列半徑為0.8米,在圓周上均勻布置28個(gè)陣元。1 .畫(huà)出指向10度的方向圖；2 .如果目標(biāo)在0度，有一不相干的干擾信號(hào)在-20度

4、，干擾噪聲功率比為35dB0請(qǐng)用自適應(yīng)波束形成方法畫(huà)出方向圖；3 .采用旁瓣對(duì)消的方法(選取兩個(gè)陣元作為輔助天線(xiàn))，計(jì)算對(duì)消比第一題源程序：%=%軟件無(wú)線(xiàn)電作業(yè)題1%對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行正交分解、濾波、抽取、解調(diào)%=%clc;closeall;clearall;fs=40e6;%(言號(hào)時(shí)鐘Ts=/fs;f0=10.7e6;%載頻f1=1000;f2=2000;D1=10;%CIC濾波抽取因子D2=8;%3級(jí)半帶濾波抽取因子D3=5;%低通濾波抽取因子%=%CIC濾波器設(shè)計(jì)S1_cic=ones(1,D1);%-級(jí)CICH1,F1=freqz(S1_cic,1,1024,fs);S2_cic=conv

5、(S1_cic,S1_cic);%f級(jí)CICH2,F2=freqz(S2_cic,1,1024,fs);S3_cic=conv(S2_cic,S1_cic);%£級(jí)CICH3,F3=freqz(S3_cic,1,1024,fs);figure;plot(F1/(fs/2),20*log10(abs(H1)-max(20*log10(abs(H1),'b'),grid;holdon;plot(F2/(fs/2),20*log10(abs(H2)-max(20*log10(abs(H2),'g');holdon;plot(F3/(fs/2),20*log1

6、0(abs(H3)-max(20*log10(abs(H3),'m');xlabel('fontsize12bf歸一化頻率(timespirad/sample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)'),title('fontsize12bfCICF幅頻響應(yīng)');boxon;legend('bf單級(jí)CIC','bf兩級(jí)CIC','bf三級(jí)CIC','Location','SouthWest');set(gca,'FontWe

7、ight','bold','FontSize',12);holdoff;%=%HB濾波器設(shè)計(jì)B2=firhalfband(8,blackman(9);%9階HBFB2=conv(conv(B2,B2),B2);%E級(jí)級(jí)聯(lián)H4,F4=freqz(B2,1,1024,fs);figure(2),plot(F4/(fs/2),20*log10(abs(H4),grid;xlabel('fontsize12bf歸一化頻率(timespirad/sample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)');title

8、('fontsize12bfHBF幅頻響應(yīng)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%FIRF設(shè)計(jì)fs1=fs/(8*10);N,Fo,Ao,W=firpmord(20e335e3,10,10A(-100/20)10A(-100/20),fs1);%低通濾波器b1=firpm(127,Fo,Ao,W);H5,F5=freqz(b1,1,1024,fs1);figure(3),plot(F5/(fs1/2),20*log10(abs(H5),grid;xlabel('fo

9、ntsize12bf歸一化頻率(timespirad/sample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)');title('fontsize12bfFIFR幅頻響應(yīng)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%鑒頻FIR設(shè)計(jì)fs2 = fs1/5;N,Fo,Ao,W=firpmord(20e330e3,10,10A(-80Z20)10A(-80/20),fs2);%低通濾波器b2=firpm(63,Fo,Ao,W);H6,F6=fre

10、qz(b2,1,1024,fs2);figure(4),plot(F6/(fs2/2),20*log10(abs(H6),grid;xlabel('fontsize12bf歸一化頻率(timespirad/sample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)');title('fontsize12bf鑒頻FIFR幅頻響應(yīng)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%濾波器總的幅頻響應(yīng)HH=2.*H3.*H4.*H5;figure

11、(5),plot(1:1024)*fs/1024,20*log10(abs(HH),grid;xlabel('fontsize12bf頻率/Hz');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)');title('fontsize12bf總的濾波器幅頻響應(yīng)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%數(shù)據(jù)處理，給出每級(jí)數(shù)據(jù)經(jīng)濾波抽取后的結(jié)果N=400000;n=0:400000-1;phi=0.7*pi*sin(2*pi*f1*n*Ts+p

12、i/6)+0.7*pi*sin(2*pi*f2*n*Ts+pi/3);Sn=cos(2*pi*f0*n*Ts+phi);%+1/sqrt(20)*randn(1,N);%SNR=20dB%I1=Sn.*cos(2*pi*f0*n*Ts);Q1=Sn.*sin(2*pi*f0*n*Ts);%正交變換II2=2*filter(S3_cic,1,I1);QQ2=2*filter(S3_cic,1,Q1);%CIC濾波I2=II2(1:D1:N);Q2=QQ2(1:D1:N);%10倍抽取II3=filter(B2,1,I2);QQ3=filter(B2,1,Q2);%HB濾波I31=II3(1:2:

13、N/D1);Q31=QQ3(1:2:N/D1);%2倍抽取I32=filter(B2,1,I31);Q32=filter(B2,1,Q31);%HB濾波I33=I32(1:2:N/(2*D1);Q33=Q32(1:2:N/(2*D1);%2倍抽取I34=filter(B2,1,I33);Q34=filter(B2,1,Q33);%HB濾波I3=I34(1:2:N/(2*2*(D1);Q3=Q34(1:2:N/(2*2*(D1);%2倍抽取I41=filter(b1,1,I3);Q41=filter(b1,1,Q3);%低通濾波I4=I41(1:D3:N/(D1*D2);Q4=Q41(1:D3:

14、N/(D1*D2);%5倍抽取%畫(huà)圖顯示%figure(6);plot(0:Ts:1000*Ts),Sn(1:1001),gridon;xlabel('fontsize12bf時(shí)間(s)'),ylabel('fontsize12bf幅值(v)');title('fontsize12bf原始信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(7);plot(1:40000),I1(1:40000),'r-',(1:40000),

15、Q1(1:40000),'b-'),legend('bfI1','bfQ1');title('fontsize12bfI1與Q1路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(8);plot(1:length(I2),I2,'r-',1:length(Q2),Q2,'b'),legend('bfI2','bfQ2');title('fontsiz

16、e12bfI2與Q2路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(9);plot(1:length(I3),I3,'r-',1:length(Q3),Q3,'b'),legend('bfI3','bfQ3');title('fontsize12bfI3與Q3路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize

17、9;,12);figure(10);plot(1:length(I4),I4,'r-',1:length(Q4),Q4,'b'),legend('bfI4','bfQ4');title('fontsize12bfI4與Q4路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(11);%畫(huà)正交原圖，看IQ通道是否正交subplot(2,2,1),plot(I1,Q1),axisequal,grid;xlabe

18、l('fontsize12bf同相分量I1');ylabel('fontsize12bf正交分量Q1');title('fontsize12bfI1與Q1正交圓圖');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);subplot(2,2,2),plot(I2,Q2),axisequal,grid;xlabel('fontsize12bf同相分量I2');ylabel('fontsize12bf正交分量Q2');title(

19、9;fontsize12bfI2與Q2正交圓圖')；set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);subplot(2,2,3),plot(I3,Q3),axisequal,grid;xlabel('fontsize12bf同相分量I3');ylabel('fontsize12bf正交分量Q3');title('fontsize12bfI3與Q3正交圓圖')；set(gca,'FontWeight','bold','

20、;FontSize',12);subplot(2,2,4),plot(I4,Q4),axisequal,grid;xlabel('fontsize12bf同相分量I4');ylabel('fontsize12bf正交分量Q4');title('fontsize12bfI4與Q4正交圓圖')；set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%鑒頻%sig=2*I4+j*2*Q4;an=abs(sig);Pn0=atan2(Q4,I4);Pn=unwra

21、p(Pn0);B5=1,0,0,-1;Fp=filter(B5,1,Pn);%鑒頻低通濾波Fn=filter(b2,1,Fp);ff=-diff(phi);%理論值求解ff=ff(1:100:length(ff);figure(12);subplot(2,1,1),plot(Fn,'r'),title('fontsize12bf解調(diào)結(jié)果');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);subplot(2,1,2),plot(ff,'g'),title(

22、9;fontsize12bf理論解調(diào)結(jié)果');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);第二題源程序：%=%軟件無(wú)線(xiàn)電第二題%信道化接收%=%clc;clearall;closeall;N=1120;%低通濾波器長(zhǎng)度M=70;%劃分通道數(shù)K=16;%多相濾波器長(zhǎng)度f(wàn)s=210e6;%采樣頻率Bw=85e6;%信號(hào)帶寬Bw=fh-flf0=262,5e6;%信號(hào)中心頻率fl=f0-Bw/2;%最低工作頻率fh=f0+Bw/2;%最高工作頻率T=100e-6;%LFM信號(hào)脈寬Bs=3e6;%每個(gè)信道

23、帶寬n=0:N-1;%輸入彳t號(hào)f1=242.5e6;%chirp1中心頻率f2=267.5e6;%chirp2中心頻率SNR = 10;%信噪比t=-T/2:1/fs:T/2-1/fs;w1=2*pi*f1;BW1=600e3;%chirp1帶寬w2=2*pi*f2;BW2=300e3;%chirp1帶寬z1t=cos(w1*t+BW1/T*pi*t.*t);%chirp1z2t=cos(w2*t+BW2/T*pi*t.*t);%chirp2zt=z1t+z2t+(10.A(-10/20)*randn(1,length(t);%信號(hào)+噪聲DFzt=fft(zt);DFz1t=fft(z1t)

24、;DFz2t=fft(z2t);%信號(hào)的頻譜figure(1)subplot(3,2,1);plot(0:(fs*T-1),zt);title('時(shí)域');ylabel('zt=chirp1+chirp2+noise');subplot(3,2,2);plot(-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T)*fs,abs(DFzt);title('頻域');subplot(3,2,3);plot(0:(fs*T-1),z1t);ylabel('chirp1');subplot(3,2,4);plot(-0.5:1/(fs*T

25、):0.5-1/(fs*T)*fs,abs(DFz1t);subplot(3,2,5);plot(0:(fs*T-1),z2t);ylabel('chirp2');subplot(3,2,6);plot(-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T)*fs,abs(DFz2t);%設(shè)計(jì)低通濾波器f=Bs,1.5*Bs/fs;m1=1,0;Rp=1;Rs=40;datl=(10A(Rp/20)-1)/(10A(Rp/20)+1);dat2=10A(-Rs/20);rip=dat1,dat2;MM,ff,mm,ww=remezord(f,m1,rip);hh=remez(N-

26、1,ff,mm,ww);figure(2)freqz(hh);%直接低通濾波fork=0:M-1z1h=conv(z1t,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M);z2h=conv(z2t,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M);zh=conv(zt,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M);m=0:size(t)-1;W=exp(-j*2*pi/M*m*k);z1w=z1h.*W;z2w=z2h.*W;zw=zh.*W;z1k_temp=reshape(z1w,zeros(1,M-rem(length(z1w),M),M,);z2k_temp=reshape(z2w,zeros

27、(1,M-rem(length(z2w),M),M,);zk_temp=reshape(zw,zeros(1,M-rem(length(z1w),M),M,);z1k(k+1,:)=z1k_temp(k+1,:);z2k(k+1,:)=z2k_temp(k+1,:);zk(k+1,:)=zk_temp(k+1,:);ifk<M/2figure(3)subplot(7,5,k+1);plot(0:length(zk_temp)-1*pi/length(zk_temp),real(zk(k+1,:);temp1='fontsize12bf通道'num2str(k);axis(

28、0pi-.6.6);title(temp1);set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(4)subplot(7,5,k+1);plot(0:length(zk_temp)-1*pi/length(zk_temp),abs(fft(zk(k+1,:);axis(0pi035);title(temp1);set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);endendfigure(5)plot(real(zk(1

29、2,:)title('通道11波形');zk_fft=abs(fft(zk(12,:)/max(abs(fft(zk(12,:);figure(6)plot(0:length(zk_fft)-1)*Bs/length(zk_fft),fftshift(zk_fft)xlabel('頻率');ylabel('歸一化幅度')；title('通道11信號(hào)頻譜');figure(7)plot(abs(xcorr(zk(12,:),zk(12,:)xlabel（'通道11脈壓結(jié)果'）;figure(8)plot(real(z

30、k(20,:)title('通道19波形')；zk_fft=abs(fft(zk(20,:)/max(abs(fft(zk(20,:);figure(9)plot(0:length(zk_fft)-1)*Bs/length(zk_fft),fftshift(zk_fft)xlabel('頻率');ylabel('歸一化幅度,);title('通道19信號(hào)頻譜,);figure(10)plot(abs(xcorr(zk(20,:),zk(20,：)xlabel('通道19脈壓結(jié)果');第三題源程序：%=%軟件無(wú)線(xiàn)電第三大題%求圓陣的DBF