(完整word版)软件无线电习题

软件无线电原理与应用作业一、调频（FM）信号的解调流程如图1，信号带宽20KHz，输入时钟40MHz，CNCO设置f0=10.7MHz，载波相位偏移为0；其中：CICF：2级级联，抽取因子D1=5，增益补偿值为4；HBF：11阶、4级级联，抽取因子D2=16；FIRF：采样频率500KHz，通带30KHz，过渡带20KHz，128阶，抽取因子D3＝5；鉴频FIR：采样频率100KHz，通带20KHz，过渡带10KHz，64阶。1．给出CICF、HBF的传递函数H(z)的结构，频率响应曲线,并分析其性能。2．设计FIRF、鉴频FIR滤波器，给出其频率响应曲线,并分析其性能。3．如果仿真信号为)()(2cos)(0nNnnfAnSFM，其中N(n)为高斯白噪声,瞬时相位为:12()0.7sin260.5sin23ssnfnTfnT，f1=1000Hz,f2=2500Hz,SNR=20dB。推导图中每级处理后输出信号的表达式（不考虑噪声），并画出每级处理后输出信号的时域波形（AGC=2）。二、现有一雷达系统，工作频率范围为220～305MHz，现需对整个工作带宽内的回波进行信道化处理以检测有无目标。1．假定信号的中心频率f0=262.5MHz，在欠采样下，A/D的采样频率fs应选多大才能满足中频数字正交化处理的要求；2．假定回波中包含两个LFM信号（2102()cos(2)stftt），其参数如下表1所示，信噪比SNR=10dB，产生回波信号，并利用信道化处理方法对LFM信号进行检测（每个信道的带宽Bs=3MHz）。要求：（1）给出信道划分示意图，并计算LFM信号所处的信道位置；（2）画出有回波的信道信号及其频谱；（3）对分离后的回波信号进行脉压，画出脉压结果进行分析。f(n)Q4(n)Q3(n)Q3(n)Q2(m)Q1(n)I4(n)I2(m)I3(n)sincosI1(n)幅度相位CICFFIRFHBFCPCICFFIRFHBF数字鉴频器CNCOFIRAGCDSPD/ASFM（n）a(n)p(n)fp(n)表1线性调频信号参数LFM信号中心频率(MHz)带宽(KHz)脉宽(us)chirp1242.5600100chirp2268.5300100三、对一圆形阵列的波束形成进行仿真，假设发射信号载频为0.8GHz，圆形阵列半径为0.8米，在圆周上均匀布置28个阵元。1.画出指向10度的方向图；2.如果目标在0度，有一不相干的干扰信号在-20度，干扰噪声功率比为35dB。请用自适应波束形成方法画出方向图；3.采用旁瓣对消的方法（选取两个阵元作为辅助天线），计算对消比第一题源程序：%=====================================================================%%软件无线电作业题1%对调制信号进行正交分解、滤波、抽取、解调%====================================================================%clc;closeall;clearall;fs=40e6;%信号时钟Ts=1/fs;f0=10.7e6;%载频f1=1000;f2=2000;D1=10;%CIC滤波抽取因子D2=8;%3级半带滤波抽取因子D3=5;%低通滤波抽取因子%===================================================================%%CIC滤波器设计S1_cic=ones(1,D1);%一级CIC[H1,F1]=freqz(S1_cic,1,1024,fs);S2_cic=conv(S1_cic,S1_cic);%两级CIC[H2,F2]=freqz(S2_cic,1,1024,fs);S3_cic=conv(S2_cic,S1_cic);%三级CIC[H3,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*log10(abs(H3))-max(20*log10(abs(H3))),'m');xlabel('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pirad/sample)');ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)'),title('\fontsize{12}\bfCICF幅频响应');boxon;legend('\bf单级CIC','\bf两级CIC','\bf三级CIC','Location','SouthWest');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);holdoff;%=======================================================================%%HB滤波器设计B2=firhalfband(8,blackman(9));%9阶HBFB2=conv(conv(B2,B2),B2);%三级级联[H4,F4]=freqz(B2,1,1024,fs);figure(2),plot(F4/(fs/2),20*log10(abs(H4))),grid;xlabel('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pirad/sample)');ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');title('\fontsize{12}\bfHBF幅频响应');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=======================================================================%%FIRF设计fs1=fs/(8*10);[N,Fo,Ao,W]=firpmord([20e335e3],[10],[10^(-100/20)10^(-100/20)],fs1);%%低通滤波器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('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pirad/sample)');ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');title('\fontsize{12}\bfFIFR幅频响应');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=======================================================================%%鉴频FIR设计fs2=fs1/5;[N,Fo,Ao,W]=firpmord([20e330e3],[10],[10^(-80/20)10^(-80/20)],fs2);%%低通滤波器b2=firpm(63,Fo,Ao,W);[H6,F6]=freqz(b2,1,1024,fs2);figure(4),plot(F6/(fs2/2),20*log10(abs(H6))),grid;xlabel('\fontsize{12}\bf归一化频率(\times\pirad/sample)');ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');title('\fontsize{12}\bf鉴频FIFR幅频响应');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%========================================================================%%滤波器总的幅频响应HH=2.*H3.*H4.*H5;figure(5),plot((1:1024)*fs/1024,20*log10(abs(HH))),grid;xlabel('\fontsize{12}\bf频率/Hz');ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(dB)');title('\fontsize{12}\bf总的滤波器幅频响应');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=========================================================================%%数据处理，给出每级数据经滤波抽取后的结果N=400000;n=0:400000-1;phi=0.7*pi*sin(2*pi*f1*n*Ts+pi/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);%正交变换II2=2*filter(S3_cic,1,I1);QQ2=2*filter(S3_cic,1,Q1);%CIC滤波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滤波I31=II3(1:2:N/D1);Q31=QQ3(1:2:N/D1);%2倍抽取I32=filter(B2,1,I31);Q32=filter(B2,1,Q31);%HB滤波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滤波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);%低通滤波I4=I41(1:D3:N/(D1*D2));Q4=Q41(1:D3:N/(D1*D2));%5倍抽取%%%%%%%画图显示%%%%%%%%%figure(6);plot((0:Ts:1000*Ts),Sn(1:1001)),gridon;xlabel('\fontsize{12}\bf时间(s)'),ylabel('\fontsize{12}\bf幅值(v)');title('\fontsize{12}\bf原始信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(7);plot((1:40000),I1(1:40000),'r-',(1:40000),Q1(1:40000),'b-'),legend('\bfI1','\bfQ1');title('\fontsize{12}\bfI1与Q1路时域信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(8);plot(1:length(I2),I2,'r-',1:length(Q2),Q2,'b'),legend('\bfI2','\bfQ2');title('\fontsize{12}\bfI2与Q2路时域信号');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',