通信信号分析

通信信号分析识别实验
非合作通信信号分析识别流程
截获信号
预处理
特征提取
调制识别
参数估计 解调
通信信号分析识别实验内容
通信信号形式和特点 模拟通信信号、数字通信信号仿真
通信信号的调制识别和参数估计
（一）通信信号形式和特点
模拟通信信号 （1）AM信号 （2）FM信号 （3）PM信号
数字通信信号 （1）ASK信号 （2）FSK信号 （3）PSK信号 （4）QAM信号
frequency(Hz)
AM信号的解析形式或复数信号
Z (t) A0 m(t) e j(ctc ) 1 Qx(t) e j(ctc )
hilbert函数 Z (t) hilbert(S(t))
数字通信信号
ASK信号（2ASK)
S
(t)
n
an g(t nTb ) cos(ct c )
频域
fft 函数 fftshift函数
amplitude
amplitude
amplitude
information signal in frequency domain 500
0 -1000 -800 200
-600 -400 -200 0 200 400 600 frequency(Hz)
passband signal in frequency domain
2
0
-2 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 time(second) passband signal with noise in time domain
5
0
-5 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 time(second)
基带信号频域
fft 函数 fftshift函数
amplitude
baseband signal in frequency domain 250
1,31,,,.3..,,.l.o.g,2((loMg
) 1 2 (M
)
1)
n
tan 1
bn an
数字信号特点（以QPSK信号为例）
S(t) g(t nTb ) cos(ct n (t))
n
解析信号
或复数形式：
X (t) g(t nTb )e jctn (t)
n
cosn (t) j sinn (t)
模拟通信信号
AM信号形式
S(t) A0 m(t)cos(ct c ) A0 1 Qx(t)cos(ct c )
A0 : 直流分量 m(t) : 调制信号
c : 载波 c : 载波初始相位
调幅度（调制深度）Q：
m(t) 100%
A0
x(t) m(t) m(t )
FM和PM信号
S(t) Ac cos(ct (t) c )
FM： (t) 2 KFM m(t)dt m(t) : 调制信号
PM： (t) KPM m(t)
K
：频偏常数
FM
K
：相偏常数
PM
模拟信号特点（以含噪声AM信号为例）
Y(t) A0 m(t)cos(2 fct c) W(t)
例：被调制信号是 m(t) cos(2 fmt 0 )
fc 500, c (0, 2) A0 1
fb 1 / Tb
BPSK信号
S
(t)
n
cng(t nTb ) cosct
或
S(t) g(t nTb ) cos(ct n (t))
n
1 cn 1
n
(t)
0（(ccnn
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1) 1)
an 0,1 cn 1,1 ?
QPSK信号
S(t) g(t nTb ) cos(ct n (t))
800 1000
100
0 -1000 -800 200
-600 -400 -200 0 200 400 600 frequency(Hz)
passband signal with noise in frequency domain
800 1000
100
0 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 1000
fs 2000 t 0 :1/ fs : 0.2
SNR=0dB
fm 50,0 pi / 2
时域
调用相关函数 ammod 函数 awgn 函数
amplitude
amplitude
amplitude
information signal in time domain 2
0
-2 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 time(second) passband signal in time domain
n
n (t) i
i
2
M
i
i 0,1,...M 1
Mapping(输入01序列映射为相位)
00 0 01 1 10 2 11 3
M=4
MQAM信号(M=16,64,256)
S
(t)
n
an
cos
n
g
(t
nTb
)
cos
ct
n
bn sinng(t nTb ) sin ct
an , bn
IQ复信号
例：输入随机比特流：Im {0,1} m 1,..., 200
码速率：fb=1/Tb=0.1 载频：fc=0.3 采样率：fs=1
基带信号时域
1.mapping
2
In amplitude
1
randint函数（产生0，1序列） 0
-1
dmodce函数（映射为IQ复信号）-20
（或pskmod函数或
0 an 1
Tb : 码周期
g(t) : 成型滤波器
fb
1 Tb
: 码速率
c : 载波 c : 载波初始相位
FSK信号（2FSK）
S(t)
n
an
g
(t
nTb
)
cos
1t
n
bn
g
(t
nTb
)
cos
2t
0 an 1
bn 1 an
fc f2 f1 / 2 中心频率
h f2 f1 / fd 调制指数
modem.pskmod函数）
2
1
Qn amplitude
0
-1
-2 0
baseband signal in time domain
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 samples
baseband signal in time domain
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 samples