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信道化接收机

实验报告
— 实验目的:
学习信道化接收机的基本原理,使用simulin 模拟多相滤波器结构的信道化接收机,理解多相滤波器结构的信道化接收机基本结构。

实验设备:
计算机
实验内容及要求:
1.学习信道化接收机的基本原理。

2.使用simulink 模拟多相滤波器结构的信道化接收机,要求了解该信道化接收机的主要功能模块的作用。

3.改变输入信号的频率(范围在0Hz~100Hz )观察输出窄脉冲信号的时延变化。

4.分析simulink 仿真模型中select rows 模块的作用(共五个,具有两种不同的功能)。

实验过程:
1. BPSK 信号:0()()cos ,()1s t b t w t b t ==±;
2.101010111
()cos ()[cos()cos()]()cos()cos )22s t w t b t w t w t w t w t b t w t w t wt ⋅=++-=++∆
其中01wt w t w t ∆=-
3.经过低通滤波器,高频部分被滤除,剩下低频部分;
求取经过低通滤波器的信号的平均能量; 平均能量大的信道即为信号所在的信道。

最开始用一个random integer generator 产生一个二进制的码流,然后乘以2再减1,得到1±,即)(t b ,随后与一个sine wave 相乘,即0()()cos s t b t w t =,采样频率设为200HZ (满足奈奎斯特抽样定理,因为最大频率可能为100HZ ,根据奈奎斯特抽样定理2s h f f ≥,采样频率为200HZ ,这样可以避免产生失真)。

因为要将0HZ~100HZ 分为5个信道,则各个信道为:0HZ~20HZ ,20HZ~40HZ ,40HZ~60HZ ,60HZ~80HZ ,80HZ~100HZ ,对应的sine wave 参数(1w )如下:
Sine wave5
90HZ
每一路随后都与一个低通滤波器相连,设计如下:
由于t w t w w 10+≥的部分不能通过,t w t w w 10-≤可以通过,在0~100HZ 范围内任意信号与1w 的差值在10HZ 以内的就认为落在相应的频率段内,因为采样频率为200HZ ,而10HZ 为200HZ 的0.05左右,因此低通滤波器可以通过的信号频率,即wpass 为0.05,再来计算wstop ,在计算wstop 的时候应该考虑到实际实现的过程中需要的硬件的数目,如果设计成过渡带很窄的话,那么需要Order 的数目,即硬件的数目是很多的,但是又必须可以把一些不需要的东西滤掉,如果兼顾两者的考虑的话,最后选取wstop 为0.1左右,如图:
最后求取经过低通滤波器的信号的平均能量,实现方法是先平方然后累加,再除以累加的次数,最后的结果输出到一个display 面板上,观察5个display 面板的数值,最大者即为信号所在的信道。

设计思路:
1. 首先产生两个随机数,0和1,然后用Gain 模块乘以2,然后分别减去一个1,这样就可以得到1和-1这两个随机数。

2. 随后与一个sine wave 相乘,即0()()cos s t b t w t =。

3. 把100HZ 划分为5段,选取每个频段的中心频率作为该频段的调制频率。

4. 通过一个低通数字滤波器滤波器,剩下01()
cos()2
b t w t w t ⋅-。

5. 然后平方得到22()1
cos (1cos 2)48
b t wt wt ∆=+∆。

6. 然后求均值,采用累加然后除以个数来求,表达式1
n
i
i x
E n
==
∑。

7.最后的结果输出到一个display 面板上,观察5个display 面板的数值,最大
者即为信号所在的信道。

整个系统的模型如下图所示:
其中,system 的结构如下:
实验总结:
在本次实验中,我们学习了信道化接收机的基本原理,能够使用simulink模拟多相滤波器结构的信道化接收机,理解了多相滤波器的信道化接收机基本结构,能够更加熟练地设计各个部件的参数,加深了我们的理解,提高了我们的动手能力。

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