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。