《软件无线电原理与技术》课件-19 解调技术仿真

基本模拟信号解调技术仿真1基本数字信号解调技术仿真2课堂设计教学内容

掌握基本的模拟信号、数字信号的解调仿真

理解软件无线电中的解调过程用MATLAB语言仿真信号的解调过程重点难点课堂设计教学目标实验目的实验内容（1）将不同解调方式逆映射为IQ正交解调；（2）领会模拟解调与数字解调的区别与联系。（1）实现基本模拟信号的解调，如AM、FM；（2）实现基本数字信号的解调，如QAM。模拟信号调制模拟信号调制AM调制令m(t)为待调制基带信号，则AM调制信号为：clearall;closeall;%%%%AM调制%%第一步：准备参数和信号N=4000;%采样点fs=1000;%采样频率t=(0:N-1)/fs;%定义时间区间(N=4000,fs=1000)f0=1;f1=2;%设置调制信号频率f2=10;%设置载波信号频率fai=pi/4;m=cos(2*pi*f0*t)+cos(2*pi*f1*t);%待调制信号z1=cos(2*pi*f2*t);%设置载波z1z2=sin(2*pi*f2*t);%设置载波z2z=cos(2*pi*f2*t+fai);A=2;第二步：映射m1=(A+m).*cos(fai);%I路基带信号m2=(A+m).*sin(fai);%Q路基带信号第三步：正交调制s=m1.*z1-m2.*z2;%已调制信号第四步：频域转换df=fs/length(t);f=-fs/2:df:fs/2-df;ffts=fft(s);affts=abs(ffts);第五步：作图figure(1)subplot(3,2,1);plot(m);title('待调制信号');xlabel('t');ylabel('幅度');subplot(3,2,2);plot(z);title('载波信号');xlabel('t');ylabel('幅度');subplot(3,2,3);plot(m1);title('I路基带信号');xlabel('t');ylabel('幅度');subplot(3,2,4);plot(m2);title('Q路基带信号');xlabel('t');ylabel('幅度');subplot(3,2,5);plot(s);title('已调制信号');xlabel('t');ylabel('幅度');subplot(3,2,6);plot(f,fftshift(affts));title('AM已调信号频谱');xlabel('f');ylabel('幅频特性');模拟信号解调模拟信号解调AM接收信号表达式为：下变频后的复基带信号为：解调通过以下方式进行：%%AM解调第一步：下变频%正交分解I=s.*z1;%I路正交分解信号Q=s.*(-z2);%Q路正交分解信号第二步：根据频谱图设计低通滤波器d=fdesign.lowpass(0.1,13,1,60,fs);%(fp,fst,Ap,Ast,fs)/Hzh=design(d);fI=filter(h,I);fQ=filter(h,Q);第三步：解调算法ds=(fI.^2+fQ.^2).^0.5;第四步：作图figure(2)subplot(3,2,1);plot(m);title('待调制信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,2);plot(s);title('已调制信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,3);plot(fI);title(‘I路正交分解信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,4);plot(fQ);title('Q路正交分解信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,5);plot(ds);title('解调后信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');FM解调模拟信号解调FM信号的表达式为：复基带信号为：%%FM解调参数准备同AM调制解调第一步：下变频，获取复基带信号%正交分解I=s.*z1;%I路正交分解信号Q=s.*(-z2);

%Q路正交分解信号第二步：根据频谱图设计低通滤波器d=fdesign.lowpass(0.1,8,0.1,60,fs);%(fp,fst,Ap,Ast,fs)/Hzh=design(d);fI=filter(h,I);fQ=filter(h,Q);FM解调模拟信号解调相位为：解调通过以下方式进行：模拟信号解调FM解调方案一复数乘可造成相位加，则可利用后样点与前样点共轭相乘获得两点的相位差由于Δϕ(t)足够小虚部就可以获得相位差第三步：求复信号的共轭和模aa=fI+j*fQ;%正交分解信号合成复信号

aaa=conj(aa);%求复信号的共轭

a=abs(aa);%求复信号的模

第四步：取虚部获得相位差fori=1:3999q(i)=(aa(i+1).*aaa(i))./(a(i+1).^2);endds=imag(q).*fs./kf;模拟信号解调模拟信号解调FM解调方案二采用数字鉴频器对于复基带信号：两边取自然对数：对虚部求导，可得解调结果：第三步：求复信号的模aa=fI+j*fQ;%正交分解信号合成复信号

a=abs(aa);%求复信号的模第四步：求I路、Q路信号的导数fori=1:3999

dI(i)=(fI(i+1)-fI(i))*fs;

dQ(i)=(fQ(i+1)-fQ(i))*fs;end第五步：恢复原信号fork=1:3999ds(k)=(fI(k).*dQ(k)-fQ(k).*dI(k))/(a(k).^2)/kf;end第六步：作图figure(2)subplot(3,2,1);plot(m);title('待调制信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,2);plot(s);title(‘已调制信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,3);plot(fI);title(‘I路正交分解信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,4);plot(fQ);title(‘Q路正交分解信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');subplot(3,2,5);plot(ds);title(‘解调后信号');xlabel(‘时间');ylabel('幅度');QAM调制当Ak和φk有多种值时，根据信号星座点的数目M，可称为MQAM数字信号调制clearall;closeall;%%%QAM调制%%第一步：准备参数和信号N=4000;%采样点fs=1000;%采样频率t=(0:N-1)/fs;%定义时间区间f2=10;%设置载频m0=[73912151062115];%映射关系0[-3-3],1[-3-1],2[-3,1],3[-3,3],4[-1,-3],5[-1,-1],6[-1,1],%7[-1,3],8[1,-3],9[1,-1],10[1,1],11[1,3],12[3,-3],13[3,-1],14[3,1],15[3,3]m1=[-1-31331-1-3-33];%串并变换m2=[33-1-33111-13];z1=cos(2*pi*f2*t);%设置载波z1z2=sin(2*pi*f2*t);%设置载波z2第二步：脉冲成形n1=1;n2=1;%将输入信号加入到方波中whilen1<11M0(n2:n2+399)=m0(n1);M1(n2:n2+399)=m1(n1);M2(n2:n2+399)=m2(n1);n2=n2+400;n1=n1+1;endI=M1;%I路信号Q=M2;%Q路信号第三步：IQ正交调制s=I.*z1-Q.*z2;第四步：时频域转换df=fs/length(t);f=-fs/2:df:fs/2-df;ffts=fft(s);affts=abs(ffts);第五步：作图figure(1)subplot(3,2,1);plot(M0);title('待调制信号');xlabel('t');ylabel('幅度');axis([04000-0.515.5]);subplot(3,2,2);plot(z1);title('载波信号');xlabel('t');ylabel('幅度');subplot(3,2,3);plot(I);title('I路基带信号');xlabel('t');ylabel('幅度');axis([04000-3.53.5]);subplot(3,2,4);plot(Q);title('Q路基带信号');xlabel('t');ylabel('幅度');axis([04000-3.53.5]);subplot(3,2,5);plot(s);title('已调制信号');xlabel('t');ylabel('幅度');subplot(3,2,6);plot(f,fftshift(affts));title('QAM已调信号频谱');xlabel('f');ylabel('幅频特性');QAM解调数字信号解调对于第k个码元周期的信号，可以表示为：下变频获得复基带信号为：采用最佳接收，对Ik、Qk进行采样判决即完成解调%%QAM解调第一步：下变频newI=2*s.*z1;newQ=2*s.*z2第二步：逆映射n3=1;n4=1;whilen3<11newII(n3)=sum(newI(n4:n4+399))/400;newQQ(n3)=sum(newQ(n4:n4+399))/400;newss=newII+j*newQQ;n3=n3+1;n4=n4+400;end第三步：设置判决基准星座点m=[-3-113];fork=1:4

forq=1:4M(k,q)=m(q)+j*m(k);

endendMM=reshape(M,[1,16]);%将MM重构为[1,16]的矩阵第四