matlab的costas环载波恢复,环路滤波器系数有推导

matlab 滤波器阶数

matlab 滤波器阶数
摘要：
1.滤波器阶数的概念
2.MATLAB 中如何确定滤波器阶数
3.实例：使用MATLAB 设计多通带滤波器
4.结论
正文：
一、滤波器阶数的概念
滤波器阶数是指滤波器中滤波器系数的数量。

在数字信号处理中，滤波器用于去除信号中的噪声或改变信号的特性。

滤波器的阶数决定了滤波器的性能，如通带波动、阻带衰减和过渡带宽度等。

二、MATLAB 中如何确定滤波器阶数
在MATLAB 中，可以通过分析滤波器的传递函数或系统函数来确定滤波器的阶数。

FIR 滤波器的传递函数为：y(n) = x(n) * h(n)，其中h(n) 是滤波器系数。

滤波器的阶数即为h(n) 的长度减1。

三、实例：使用MATLAB 设计多通带滤波器
假设我们需要设计一个多通带滤波器，已知其截止频率为60、70、80。

我们可以使用MATLAB 中的fdatool 函数来设计滤波器。

首先，在MATLAB 命令行中输入fdatool 打开滤波器设计工具箱。

接下来，我们设计一个简单的低通滤波器，使用以下参数：
- 采样频率：fs = 5000
- 截止频率：f_s = 60, f_c = 70, f_s2 = 80
- 滤波器类型："butterworth"
- 滤波器阶数：N = 5
使用以上参数，我们可以设计出一个多通带滤波器。

接下来，我们可以通过绘制滤波器的频率响应来验证滤波器的性能。

四、结论
在本文中，我们了解了滤波器阶数的概念，学会了如何在MATLAB 中确定滤波器的阶数，并通过实例设计了一个多通带滤波器。

matlab带通滤波器函数bandpass -回复

matlab带通滤波器函数bandpass -回复如何使用MATLAB中的带通滤波器函数bandpass进行信号处理。

引言：在信号处理中，滤波是一项重要的技术，用于去除不需要的频率成分，保留感兴趣的频率范围。

带通滤波器是一种常用的滤波器类型，可以只通过特定的频率范围内的信号。

MATLAB提供了用于滤波器设计和信号处理的各种函数和工具。

本文将介绍如何使用MATLAB中的带通滤波器函数bandpass进行信号处理。

第一部分：了解带通滤波器带通滤波器是一种允许特定频率范围的信号通过的滤波器。

它的频率响应图显示出在两个截止频率之间的一个频带，该频带内的信号被保留，而在该频带之外的信号则被抑制。

第二部分：使用MATLAB进行带通滤波器设计MATLAB提供了多种用于设计滤波器的函数，其中之一是bandpass函数。

该函数使用了一种称为“巴特沃斯滤波器”的滤波器类型，是带通滤波器的一种常用选择。

下面是使用bandpass函数进行带通滤波器设计的步骤：1.确定所需的截止频率（或频带）范围。

2.使用bandpass函数指定滤波器的截止频率和滤波器阶数。

3.根据需要，可以使用其他参数来微调滤波器的性能。

4.使用设计好的滤波器对输入信号进行滤波。

第三部分：带通滤波器设计的示例下面是一个简单的示例，展示了如何使用bandpass函数设计一个带通滤波器并应用于输入信号：matlab设置输入信号参数Fs = 1000; 采样率t = 0:1/Fs:1-1/Fs; 时间向量f = 10; 输入信号频率x = sin(2*pi*f*t); 输入信号设计带通滤波器fcuts = [9 11]; 截止频率范围order = 4; 滤波器阶数[b, a] = bandpass(fcuts, Fs, order);应用滤波器y = filter(b, a, x);绘制结果figure;plot(t,x,'b',t,y,'r');legend('输入信号','输出信号');xlabel('时间');ylabel('幅度');title('带通滤波器应用结果');在上面的代码中，首先设置了输入信号的参数，包括采样率、时间向量和频率。

北邮通信考研2010年801通信原理真题及答案

北京邮电大学2010年硕士研究生入学考试试题考试科目：801通信原理一、选择填空题(每空1分，共20分)(a )1 (b )2 (c )3(d )4 (e )5 (f )6(g )1/4 (h )1/5 (i )3/4 (j )4/5 (k )5/6 (l )高(m )低(n )变长(o )等长(p )均匀量化器 (q )对数量化器 (r )最佳非线性量化器 (s )重复码 (t )汉明码 (u )偶校验码 (v )奇校验码 (w )1/(2)H f(x )1/(2)H f (y )1/(2)H f (z )最大似然 (A )Rake (B )最大后验概率 (C )90(D )180(E )270(F )Costas 环载波恢复 (G )2DPSK 调制 (H )()sin 2c m t f t (I )()sin 2c m t f t (J )2()c j f t m t e (K )()()m t t (L )()m t (M )11(N )200 (O )360 (P )快衰落 (Q )慢衰落 (R )32 (S )64(T )128 (U )均匀(V )正态(W )瑞利(X )莱斯(Y )1001、对带宽为H f 、均值为零点低通高斯白噪声进行采样，当采样间隔T (1) 时，所得的采样值统计独立。

2、若某个线性分组码的监督矩阵是(1,1,1,1)H ，该码是 (2) ，其编码效率为 (3) 。

3、一直某线性分组码的8个码为(000000)、(001110)、(010101)、(011011)、(100011)、(101101)、(110110)、(111000)，该码的最小码距为 (4) 。

若该码用于检错，能检出 (5) 位错码。

4、在电话通信中，为了改善小信号时的量化信噪比，通常使用 (6) ，其中A 律13折线和μ律15折线近似的主要区别是μ律正向第一段的斜率要大于A 律，这说明采用律量化时小信号的量化信噪比会更 (7) 。

基于COSTAS环的载波恢复技术

细的分析与研究为了提高鉴相精度，用反正切鉴相法替代传统的乘法鉴相法，并且通过仿真数据分析
证明此方法的正确性、可行性。最后对加以改进的Ｃｏｓｔａｓ环进行详细的仿真分析。通过仿真结果可知，
本次设计的Ｃｏｓｔａｓ环能准确对接收信号进行跟踪和同步。关键字：ＣｏｓｔａＳ环；载波恢复；ＭＡＴＬＡＢ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｏｓｔａｓｌｏｏｐｉｎｃａｒｒｉｅｒｒｅｃｏｖｅｒｙｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｍｏｄｅｌｏｆＣｏｓｔａｓ，ｔｈｅｂａｓｉｃｐｉｒｎｃｉｐｌｅｏｆＣｏｓｔｓｒｉｎｇｉｓｎａａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｏｌｅｓｏｆｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＣｏｓｔａｓｌｏｏｐａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＭＡＴＬＡＢｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅａＡｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｐｌａｃｉｎｇｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｏｆｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｐｈａｓｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｄｅｔａｉｌｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｌｙａｓｉｓｏｆＣｏｓｔａｓｌｏｏｐｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＣｏｓｔａｓｌｏｏｐｃａｎａｃ — ｃｕｒａｔｅｌｙｔｒａｃｋａｎｄｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｓｔａｓｌｏｏｐ；ｃａｒｒｉｅｒｒｅｃｏｖｅｒｙ；ＭＡＴＬＡＢ

一种改进的载波同步Costas环路设计及实现

移９Ｏ度再相乘，乘后再经低通滤波器输出ＩＱ相／
应的载波同步方法。对于开环载波同步方法，人们多采用某种算法来实现载波频率和相位的估计，而后对频率和相位进行调整，样对资源耗费很大。这
Ａｂｓｒｃ：ｎｔｓｐｐｒ，ａｎｗａｒｅｙｃｒｎｚｒｌｏｔａｉｂｅｌｐｇｉｎｏｐｂｎｄｄｈｔａｔＩｈｉａｅｅｃｒｉｒｓｎｈｏｉｅｏｐｗｉｖｒａｌｏａｎａｄｌｏａｗｉｔｈｈｓｅｎｉｃｓｅ．Ｃｏａｅｗｉｔｅｒｄｔｎｌｏｐ，ｔｒｅｃｅｓｏａｃｒｕｔａｅｍｐｏｅａｂｅｄｓｕｓｄｍｐｒｄｈｔｈｔａｉｉａｌｏｈｅａｃｓｉｎｌｉｃｉｏｓｒｅｌｙｄ：
ａｎｌｐｂｎｗｄｈｓａｙ—ｓｔｊｔｎｐｇｉｃｎｂｅ —ｈｄｄｈｅｏａｅｎｍｏｇｏａｄｉｔ，ｔｄｏｅｔｅｉｅａｄｌａａｅｗｌａｔｒｏｎｌａｅ．Ｔｅｎｗｌｐｈｓｂｅｎｏ
（防科学技术大学电子科学与工程学院，沙４０７）国长１０３
摘
要：出了一种基于Ｃｓｓ环（思塔斯环）提ｏｍ科载波同步的改进环路，它具有可变环路增益
和可变环路带宽。与传统的Ｃｓ环相比，ｏｍｓ改进环路增加了频差估计、益控制和环路锁定检测三增个辅助电路。该方法能较好地处理环路带宽、稳态相位误差与环路增益之间的关系，ＦＧ在ＰＡ上已

matlab 数据滤波处理 -回复

matlab 数据滤波处理-回复Matlab 数据滤波处理在数据处理和分析的过程中，滤波是一项非常重要的技术。

滤波过程可以帮助我们去除或减少信号中的噪声，以提高数据质量，并便于后续分析和应用。

Matlab作为一种强大的数学工具，提供了丰富的滤波函数和工具箱，可以方便地进行数据滤波处理。

本文将逐步讲解如何使用Matlab进行数据滤波处理。

第一步：准备数据首先，我们需要准备待处理的数据。

这些数据可以是从实验或测量中得到的原始数据，或者是从文件中导入的已有数据。

在这个阶段，我们要确保数据没有缺失或损坏，并且数据格式正确。

第二步：了解滤波方法在开始滤波之前，我们需要选择适合我们数据的滤波方法。

常见的滤波方法包括低通滤波、高通滤波、带通滤波等。

低通滤波可以滤除高频噪声，高通滤波可以滤除低频噪声，带通滤波可以滤除某个特定频段的噪声。

了解不同滤波方法的原理和特点，有助于我们选择适合的滤波方法。

第三步：选择滤波函数Matlab提供了多种滤波函数和工具箱，可以根据不同的需求和数据类型进行选择。

常用的滤波函数包括`filter`、`butter`、`cheby1`、`cheby2`等。

使用这些函数可以方便地实现各种滤波方法。

例如，`butter`函数可以根据给定的阶数和截止频率设计巴特沃斯低通或高通滤波器。

根据数据的特点和处理目标，选择合适的滤波函数是非常重要的。

第四步：设计滤波器根据选择的滤波函数，我们需要设计滤波器的参数。

滤波器参数可以根据滤波器的阶数、截止频率、通带波纹、阻带衰减等来确定。

这些参数一般需要根据具体的数据特点和处理要求来选择。

通常，我们可以根据滤波器的频率响应来评估和优化滤波器的性能。

第五步：应用滤波器在设计好滤波器参数之后，我们可以开始将滤波器应用到数据上。

Matlab 提供了相应的函数来实现滤波器的应用，如`filtfilt`和`filter`。

`filtfilt`函数可以在前向和后向两个方向上应用滤波器，并且没有相位延迟。

智慧树答案通信系统原理知到课后答案章节测试2022年

第一章1.数字通信相对于模拟通信具有（）特点。

答案:抗干扰能力强2.对于M进制的离散消息源消息源，其平均信息量最大时的概率分布为（）。

答案:均匀分布3.事件出现的概率越大表示该事件的信息量越大。

（）答案:错4.在独立等概的条件下，M进制码元的信息量是二进制码元的log2M倍；在码元速率相同情况下，M进制码元的信息速率是二进制的log2M倍。

（）答案:对5.从传输的角度，通信系统的主要性能指标是（）。

答案:有效性，可靠性第二章1.能量信号是持续时间有限的非周期信号，非周期信号一定就是能量信号。

（）答案:错2.所有的周期信号都是功率信号，而功率信号不一定都是周期信号。

（）答案:对3.对确知信号来说，只要知道时域表达式或者频域表达式中的一个，总能求出其能量谱密度或者功率谱密度。

（）答案:对4.功率信号的自相关函数与（）互为傅里叶变换对。

答案:功率谱密度5.时域的周期冲激序列，其功率谱密度形式为（）。

答案:周期冲激序列第三章1.狭义平稳随机过程一定是广义平稳随机过程。

（）答案:对2.平稳随机过程一定具有“各态历经性”。

（）答案:错3.白噪声在任意两个不同时刻上的值是不相关的。

（）答案:对4.下面哪一个表示的是随机过程的直流功率（）。

答案:R（∞）5.一个平稳高斯随机过程经过一个线性通信系统传输，输出过程必然是（）。

答案:高斯分布;平稳过程6.关于高斯随机过程，下面说法正确的有（）。

答案:不同时刻的取值如果不相关，它们也必然独立;只要知道均值、方差、归一化协方差，就可以得到其n维概率密度函数;广义平稳的高斯过程也是严平稳的7.一个窄带平稳高斯随机过程，其包络和相位的一维分布分别是（）。

答案:瑞利分布，均匀分布8.一个窄带平稳高斯随机过程，在同一时刻上，其同相分量和正交分量满足（）。

答案:独立9.一个正弦波加窄带平稳高斯随机过程，大信噪比和小信噪比时，包络的一维分布为（）。

答案:高斯分布，瑞利分布10.截止频率为fH的低通高斯白噪声在间隔（）的两个时刻上的取值是独立的。

matlab滤波函数详解 -回复

matlab滤波函数详解-回复Matlab滤波函数详解滤波是信号处理中的重要任务之一，它可以用来去除噪声、强调信号的特定频率成分、或者改变信号的频谱分布。

Matlab作为一款强大的数学计算软件，提供了丰富的滤波函数以供使用。

本文将主要介绍Matlab中常用的滤波函数，并逐步回答关于这些函数的一系列问题。

一、fir1函数fir1函数用于设计FIR滤波器的零点增益。

它采用了窗函数法，通过选择合适的窗函数和截止频率，可以得到所需的滤波器。

1. 如何使用fir1函数设计一个低通滤波器？使用fir1函数设计一个低通滤波器的示例代码如下：matlabfs = 1000; 采样频率fc = 100; 截止频率N = 100; 滤波器的阶数b = fir1(N, fc/(fs/2));以上代码中，fs表示采样频率，fc表示截止频率，N表示滤波器的阶数。

fir1函数会返回滤波器的系数b。

2. fir1函数有哪些可选参数？如何选择窗函数？fir1函数还可以接受其他参数，用于指定窗函数的类型和参数。

常用的窗函数有'hamming'、'hanning'、'blackman'等。

可以使用help fir1查看fir1函数的帮助文档，其中有关于可选参数的详细说明。

二、butter函数butter函数用于设计IIR（无限脉冲响应）滤波器。

它基于巴特沃斯滤波器的设计方法，可以用来设计各种类型的滤波器。

1. 如何使用butter函数设计一个带通滤波器？使用butter函数设计一个带通滤波器的示例代码如下：matlabfs = 1000; 采样频率f1 = 100; 通带1的下限频率f2 = 200; 通带2的上限频率Wn = [f1, f2]/(fs/2);[N, Wn] = buttord(Wn(1), Wn(2), 1, 40);[b, a] = butter(N, Wn);以上代码中，fs表示采样频率，f1和f2分别表示通带的下限和上限频率，Wn表示归一化的通带频率范围，N表示滤波器的阶数，b和a分别表示滤波器的分子和分母系数。

基于COSTAS环的BPSK信号解调的研究与仿真

基于COSTAS环的BPSK信号解调的研究与仿真首先，我们需要了解COSTAS环的原理。

COSTAS环是一种经典的闭环控制系统，用于解调非相干调制信号。

它由两个环路组成，一个是相位环路，负责估计和补偿信号的相位漂移；另一个是频率环路，负责估计和补偿信号的频率漂移。

相位环路和频率环路通过一个M相位误差检测器连接起来，形成反馈。

接下来，我们将使用Matlab进行COSTAS环的BPSK信号解调仿真。

首先，生成一个BPSK调制信号。

我们可以使用二进制序列生成函数来生成随机的0和1序列，并将其转换为BPSK信号。

然后，我们在BPSK信号中引入频率偏移和相位偏移，模拟实际环境中的噪声和干扰。

接下来，我们将设计一个COSTAS环来解调这个带有频率偏移和相位偏移的BPSK信号。

具体来说，我们可以按照以下步骤进行仿真：1.生成随机的0和1序列，作为BPSK调制信号。

2.生成随机的频率偏移和相位偏移。

3.将频率偏移和相位偏移添加到BPSK信号中。

4.设计一个COSTAS环，包括相位环路和频率环路。

5.将包含频率偏移和相位偏移的BPSK信号输入到COSTAS环中。

6.通过相位环路和频率环路分别估计和补偿信号的相位漂移和频率漂移。

7.将补偿后的信号输出。

8.计算误码率来评估解调性能。

在仿真过程中，我们可以根据需要调整COSTAS环的参数，比如环路带宽、增益等，来优化解调性能。

最后，我们可以通过误码率曲线来评估COSTAS环的解调性能。

误码率曲线可以通过对接收到的二进制序列与发送的二进制序列进行比较来计算得到。

通过以上步骤，我们可以进行基于COSTAS环的BPSK信号解调的研究与仿真。

通过调整COSTAS环的参数，我们可以不断优化解调性能，并评估不同噪声和干扰条件下的解调性能。

这对于数字通信系统的设计和优化具有重要意义。

COSTAS环的仿真与实现

COSTAS 环的仿真与实现一． COSTAS 环的原理：同步是通信系统中一个重要的实际问题。

当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波。

这个相干载波的获取就称为载波恢复，或称为载波同步。

载波恢复的方法通常有两类，一类是在发送信号的同时，在适当的频率上还发送导频信号，实际中这种方法很少采用。

另一类是直接从接收到的信号中提取，可以用平方变换法和COSTAS 环法等。

由于在获得相同的工作性能时，COSTAS 环法的工作频率是平方变换法工作频率的1/2。

因此，COSTAS 环法在实际中更为常用。

其构成原理如图示：设环路的输入信号为 tt m t s t s c PSK ωcos )()()(2==环路锁定时，压控振荡器输出的是与发送信号频率相同相位差为Φ的相干载波，记作 )cos()(φω+=t t u c vco此信号和它的经过相移2π后的正交信号分别在同相支路和正交支路与输入信号相乘，得经低通滤波器后的输出分别为：由于和都包含有调制信号，将它们再相乘可以消除调)i )(0t q (0t 环路锁定时，有0或π，这意味着恢复出的载波可能与理想载波同相，也可能反相。

这种相位关系的不确定性，称为0，π的相位模糊度。

COSTAS 环也可以推广到MPSK的载波提取，具体请参阅相关文献当输入信号为QPSK时，相应的COSTAS环如下：这种方法实现起来比较复杂，实际中一般不采用。

一般采用一种改进型的COSTAS环，该方法可以用数字电路实现，具有比传统COSTAS 环更好的性能。

其原理如下：设接收信号为： )sin()()cos()()(1211φφ+++=wt t s wt t s t s 设参考载波为：sin(+wt d 相位误差：鉴相并低通滤波后得到：其中把坐标轴化为8个区间：)2φu =2112)sgn()sgn(u u u u −φφφφsin 2)(cos 2)()(cos 2)(sin 2)()(212211t s t s t u t s t s t u −=+=12φφφ−=⎪⎩⎪⎨⎧<−=>+=0,10,00,1)sgn(x x x x当φ位于不同的区间时： Φ 1 2 3 4 5 6 7 8SGNu1 s2(t) s1(t) s1(t) -s2(t)-s2(t)-s1(t)-s1(t) s2(t) SGNu2 s1(t) -s2(t) -s2(t)-s1(t)-s1(t)s2(t) s2(t) s1(t) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧−−=区间，在，区间，在，区间，在，区间，在，76cos 32cos 54sin 81sin φφφφφφφφdd d d d k k k k u 其鉴相曲线为：可见改进型的COSTAS 环鉴相曲线为锯齿性，其鉴相灵敏度比传统的COSTAS 环高其，鉴相特性比COSTAS 环好。

matlab锁相环环路滤波器计算

Matlab锁相环环路滤波器计算一、概述锁相环（PLL）是一种控制系统，通常用于追踪和锁定输入信号的相位和频率。

锁相环系统由相位比较器、环路滤波器、电压控制振荡器（VCO）和分频器组成。

其中，环路滤波器在锁相环系统中起着至关重要的作用，它用于平滑和调节VCO的控制电压，以确保锁相环系统稳定工作。

二、环路滤波器计算环路滤波器通常由一个低通滤波器构成，用于滤除VCO输出的高频噪声，并且在锁相环系统中起到提高系统稳定性和抑制震荡的作用。

在Matlab中，可以通过以下步骤进行锁相环环路滤波器的计算：1. 确定环路滤波器的类型（如一阶低通滤波器、二阶低通滤波器等）和参数（如截止频率、增益等）。

根据具体的系统要求和性能指标，选择合适的滤波器类型和参数。

2. 在Matlab中，可以使用filter函数来实现环路滤波器的计算。

可以定义滤波器的传递函数H(z)，并利用filter函数对输入信号进行滤波处理。

可以利用freqz函数对滤波器的频率响应进行分析和评估。

3. 对于复杂的锁相环系统，可以考虑使用Simulink工具箱进行环路滤波器的建模和仿真。

Simulink提供了丰富的信号处理模块和仿真环境，可以方便地进行锁相环系统的设计、调试和优化。

三、环路滤波器设计注意事项在进行锁相环环路滤波器计算的过程中，需要注意以下几个方面的设计要点：1. 确定滤波器的截止频率和带宽：根据锁相环系统的频率特性和稳定性要求，选择合适的截止频率和带宽，以平衡相位延迟和抖动的性能指标。

2. 考虑滤波器的裙延迟和相位失真：在实际系统设计中，需要考虑滤波器的裙延迟和相位失真对系统稳定性的影响，尽量降低相位延迟和失真，以确保锁相环系统的性能。

3. 考虑VCO的控制电压范围：在设计环路滤波器时，需要考虑VCO的控制电压范围和动态范围，以确保滤波器对VCO控制电压的平滑调节和响应。

4. 考虑环路滤波器对系统稳定性的影响：在整个锁相环系统中，环路滤波器的稳定性和抑制震荡的能力是至关重要的，因此需要对滤波器的频率响应和动态特性进行充分的分析和评估。

matlab的滤波器函数

matlab的滤波器函数MATLAB是一种非常强大的数学软件，它提供了许多滤波器函数，可以用于信号处理、图像处理、音频处理等领域。

在本文中，我们将介绍一些常用的MATLAB滤波器函数及其应用。

1. fir1函数fir1函数是MATLAB中最常用的滤波器函数之一，它可以用于设计FIR滤波器。

FIR滤波器是一种线性相位滤波器，它的特点是具有无限长的冲激响应，因此可以实现任意的频率响应。

fir1函数的语法如下：h = fir1(n, Wn, type)其中，n是滤波器的阶数，Wn是归一化的截止频率，type是滤波器类型，可以是“low”（低通滤波器）、“high”（高通滤波器）、“bandpass”（带通滤波器）或“stop”（带阻滤波器）。

fir1函数返回一个长度为n+1的滤波器系数向量h，可以用于滤波操作。

2. filter函数filter函数是MATLAB中用于滤波操作的函数，它可以对输入信号进行滤波处理。

filter函数的语法如下：y = filter(b, a, x)其中，b和a分别是滤波器的分子和分母系数向量，x是输入信号向量。

filter函数返回一个长度为N的输出信号向量y，其中N是输入信号的长度。

3. fft函数fft函数是MATLAB中用于快速傅里叶变换的函数，它可以将时域信号转换为频域信号。

在滤波器设计中，通常需要将频域信号进行滤波操作，然后再将其转换回时域信号。

fft函数的语法如下：Y = fft(X)其中，X是输入信号向量，Y是输出频域信号向量。

可以使用ifft 函数将Y转换回时域信号。

4. fdesign函数fdesign函数是MATLAB中用于设计滤波器的函数，它可以根据用户指定的滤波器类型、截止频率、通带和阻带衰减等参数，自动计算出滤波器的系数。

fdesign函数的语法如下：d = fdesign.lowpass('Fp,Fst,Ap,Ast', Fp, Fst, Ap, Ast)其中，'lowpass'表示滤波器类型为低通滤波器，Fp和Fst分别表示通带和阻带的截止频率，Ap和Ast分别表示通带和阻带的最大衰减。

科斯塔环载波恢复

为解调抑制载波相位键控(PSK)信号而设计的该相干载波恢复电路，涉及到多种权衡和性能考虑。

虽然有很多的方法是可用的，但本文将把焦点集中在一个多用途PSK解调器上，该解调器不需要改变任何结构，就能适用于不同的调制方案中的不同数据率。

这种解调器对卫星地面站接收来自具有不同有效载荷特性的各种遥感卫星的数据是很理想的。

图1展示了一个PSK解调器的简化结构。

它由一个输入自动增益控制(AGC)放大器、相干载波恢复电路和相干检波器组成。

中频(IF)信号加上噪声经带通滤波AGC放大器放大后,并行加到载波恢复电路和相干数据检波器上。

载波恢复电路再生了加到相干数据检波器的解调相干基准。

相干数据检波器提取了同相(I)和正交(Q)数据流,该数据流经低通滤波后，送到相应的位同步插件和信号调节器(BSSC)单元。

该BSSC单元恢复了用来使数据与符号时钟同步的相干符号时序。

在这种情况下，BSSC单元还提供串行数据和时钟输出。

利用如下的三种载波恢复电路之一，就能满足大多数应用场合：增倍环(像BPSK的平方环)、科斯塔斯(Costas)环和再调制环。

其它类型的载波恢复方案都是这些技术的延伸或改进。

例如，用于MPSK的增倍环(图2)是利用了先用带通滤波器滤除调制的第M阶非线性平方律函数。

一个传统的PLL，工作频率为M×f c，M是谐波乘数，f c是载波频率，锁定在非线性输出的第M谐波分量，而压控振荡器(VOC)除以M，以得到要求到的基准载波频率。

在BPSK Costas环(图3)中，通过将附加噪声的输入压缩载波分别与VCO的输出和经90度相移后的VCO输出信号相乘，对这两个乘积的结果进行滤波，并用这两个滤波后的信号的乘积去控制VCO信号的相位和频率。

当在I和Q臂的滤波器由积分陡落(integrate-and-dump)电路控制时,这个环叫做带有源滤波器的Costas环。

最佳的相位评估器需要在I路滤波器之后的双曲正切[tanh(KE b/N O)]非线性特性。

【谷速软件】matlab源码-costas载波同步环

在利用相干解调的数字通信系统中，载波同步是正确解调的前提，也是实际通信中的一项关键技术，没有载波同步就不可能正确的恢复出数字信号。

常用的载波同步方法有平方环和Costas环等，由于Costas环有跟踪低信噪比的抑制载波信号的特性而在实际系统中得到广泛的应用，目前国内外对costas环尤其是改进后的costas环进行了一系列的研究，尚耀波等建立了costas环的Z域模型，通过软件编程实现，称之为软件costas环；李波等根据costas环的结构，在F PGA芯片中完成了硬件实现。

然而，这些研究大部分都是基于传统的costas环结构，同时也没有考虑到程序在实际应用中的资源占用情况。

本文在仔细分析C ostas环的构成原理后，根据实际硬件的片上资源调整了滤波器的结构，提出一种用CIC滤波器来取代传统的环路滤波器。

最后，本文结合项目的应用，首先在simulink平台上实现了该算法，然后移植到Verilog上，用实际的FPGA芯片对此算法进行了验证。

1 Costas环原理1.1传统Costas环的结构科斯塔斯环又称同相正交环Costas环，Costas环由Costas1956年提出，其环路工作频率为载波频率，远远低于平方环的工作频率，实现成本较低。

其原理框图如图1（a）：(a) Costas环原理框图(b) 改进后Costas环原理框图图1改进前后Costas环原理框图在Costas环环路中，误差信号V7是通过两路低通滤波输出相乘得到。

压控振荡器(VCO)输出信号直接供给一路相乘器，供给另一路的则是压控振荡器输出经90o移相后的信号。

两路相乘后经过低通滤波和环路可以得到仅与载波相位偏差信号有关的信号V7.用此信号来控制VCO就可以调整VCO输出和载波信号保持一致的相位。

现在从理论上对Costas环的工作过程加以说明。

设输入调制信号为，则（1-1）（1-2）经低通滤波器后的输出分别为：将v5和v6在相乘器中相乘，得，（1-3）（1-3）中θ是压控振荡器输出信号与输入信号载波之间的相位误差，当θ较小时，（1-4）（1-4）中的v大小与相位误差θ成正比，它就相当于一个鉴相器的输出。

载波恢复技术(带图)

载波恢复技术及其相关算法4.1 载波恢复的基本原理在数字传输系统中，接收端解调部分通常采用相干解调(同步解调)的方法，因为相干解调无论在误码率、检测门限还是在输出信噪比等方面较非相干解调都具有明显优势。

相干解调要求在接收端必须产生一个与载波同频同相的相干载波。

从接收信号中产生相干载波就称为载波恢复。

相干解调的优越性是以接收端拥有准确相位的参考载波为前提的，如果频率有误差，解调就不能正常工作，如果相位有误差，解调的性能就会下降。

因为星座点数多的QAM(如64QAM,256QAM)对载波相位抖动非常敏感，所以对DVB-C 系统的QAM 调制方式来说，在接收端取得精确频率和相位的相关载波尤为重要。

在数字传输系统中，由于收发端的本振时钟不精确相等或者信道特性的快速变化使得信号偏离中心频谱，都会导致下变频后的基带信号中心频率偏离零点，从而产生一个变化的频偏，同时，信号的相位在传输中也会受到影响，引起信号的相位抖动。

为了消除因此产生的载波频偏Δf 和相偏Δθ，在数字传输系统接收端的QAM 解调器中需要通过载波恢复(Carrier recovery)环路来计算出信号中载波频偏与相偏，并将载波频偏与相偏的值反馈回混频器来消除载波频偏与相偏。

本文论述采用特殊的锁相环来获得相干载波的方法，其基本思想是：对于经过了下变频、滤波器、定时恢复和均衡之后的信号，应用盲载波恢复，通过利用锁相环，提取出频偏并且跟踪相偏。

4.2 载波恢复的具体方法以下介绍从抑制载波的己调信号中恢复相干载波的常用的方法：四次方环法、同相正交环法、逆调制环法、判决反馈环法。

4.2.1 四次方环四次方环[6]的基本方法是将接收信号进行四次方运算，然后用选频回路选出4c f 分量，再进行四分频，取得频率为c f 的相干载波。

具体的四次方环载波恢复框图如图4-1所示。

图4-1中接收到的射频信号与本地振荡器混频，在中频处理阶段进行滤波和自动增益控制后，升为四次幂，送入锁相环。

matlab滤波器设计命令

matlab滤波器设计命令Matlab滤波器设计命令滤波器是数字信号处理中常用的工具，用于去除信号中的噪声、频率干扰或其他不需要的成分。

Matlab提供了一系列有用的滤波器设计命令，使用户能够轻松设计并应用各种类型的滤波器。

在本文中，我们将详细介绍Matlab中常用的滤波器设计命令，包括滤波器设计函数、滤波器类型和设计过程。

I. Matlab中常用的滤波器设计函数在Matlab中，有几种函数可用于设计滤波器，其中最常用的函数是`designfilt`函数和`fir1`函数。

1. designfilt函数`designfilt`函数是Matlab中最灵活和功能强大的滤波器设计函数之一，可用于设计各种类型的IIR和FIR滤波器。

它的基本语法如下：`filt = designfilt(FilterType, 'PropertyName', PropertyValue, ...)`其中，`FilterType`代表滤波器类型，包括低通滤波器(Lowpass)、高通滤波器(Highpass)、带通滤波器(Bandpass)、带阻滤波器(Bandstop)等。

`PropertyName`和`PropertyValue`是可选的参数，用于设置滤波器的各种属性，如阶数(Order)、截止频率(CutoffFrequency)、通带和阻带的最大衰减(MaximumAttenuation)等。

下面是一个使用`designfilt`函数设计低通滤波器的例子：Fs = 1000; 采样频率Fpass = 20; 通带截止频率Fstop = 30; 阻带截止频率designfilt('lowpassiir', 'FilterOrder', 4, 'PassbandFrequency', Fpass, 'StopbandFrequency', Fstop, 'SampleRate', Fs)该命令将设计一个4阶的低通IIR滤波器，其通带截止频率为20Hz，阻带截止频率为30Hz，采样频率为1000Hz。

【matlab代做编程】载波同步costas环研究

1载波同步简介载波同步技术是接收机关键技术之一，是系统稳定工作的保证。

在信号传播过程中，由于受到所经信道特性影响和振荡器不稳定因素的影响，通信系统接收到的调制信号与本地载波会存在一定的频偏和随机的相位误差。

这就需要进行载波同步，消除本地载波与接收到信号间的频率、相位误差，以保证相干解调的正确进行。

相干解调需要在接收端恢复出载波，载波恢复的方法一般有两种，一种是在发送端发送数字信号序列的同时发送载波或与它有关的导频信号，在接收端可用窄带滤波器或锁相环直接提取载波，实现载波同步。

另外一种是接收信号为抑制载波的己调信号，通过对数字信号进行非线性的变换或采用特殊的锁相环来获得相干载波，实现载波同步。

锁相环是一种相位反馈系统，它能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定的关系。

锁相环路具有两种主要工作形式，其一为锁定状态下的跟踪过程，其二为由失锁进入锁定的捕获过程。

在锁定状态下，输入信号与受控振荡器输出信号之间的瞬时相差在为零或保持为一个较小的常数。

在捕获过程中，由于输入信号与受控振荡器输出信号之间可能存在较大瞬时相差，锁相环将控制振荡器的输出信号发生改变，以减小这个相差，从而起到“锁定”的作用。

在载波同步技术从传统的锁相环方式向全数字方式演进的过程中，首先出现的是零中频方式的载波同步方法。

在此种接收机中，本地载波是由高稳振荡器产生，且不需要反馈环路调整振荡器，经模拟下变频后，零中频信号经AD采样送入数字处理部分，然后以数字方式估计出载波误差，并以此估计值纠正输入的数据，从而去掉频偏造成的影响。

此种方法也被称为开环补偿法。

2.载波同步的理论分析与仿真验证2.1环路滤波器介绍环路滤波器是Costas的重要组成部分，它是一种具有低通特性的滤波器，会直接影响到整个环路的性能。

数字环中使用的数字环路滤波器与模拟环中使用的环路滤波器作用一样，都对噪声及高频分量起抑制作用，并且控制着环路相位校正的速度与精度，对环路的捕获带宽和速度有很大的影响，同时稳定环路的跟踪过程。

基于软件无线电的通信原理实验平台设计

无线通信基于软件无线电的通信原理实验平台设计余亮亮1杨智明*2俞洋2宋志一21.北京航天自动控制研究所；2.哈尔滨工业大学电子与信息工程学院摘要：目前，国内高校“通信原理”实验课程多采用软件仿真的方式进行，例如利用Matlab、SystemView等软件构建通信收发系统，并实现通信过程中的信号处理算法。

然而,$欠件仿真无法构建真实通信链路,也无法全面模拟无线信道效应，造成在实验过程中学生对于真实信号没有直观概念,无法激发其学习兴趣，实验效果不理想。

针对该问题，本文以USB接口RTL-SDR软件无线电模块作为实验载体，设计基于软件无线电的通信原理实验教学平台；同时，以正交相移键控信号为分析对象，完成综合性实验课程的设计，从而帮助学生掌握通信系统全链路设计方法，理解通信信号处理的具体过程，为后续课程的学习奠定基础。

关键词：软件无线电；通信原理；硬件实验平台；RTL-SDR;正交相移键控0引言“通信原理”是高校信通专业本科核心课程之一，与“信号与系统”“数字信号处理”等课程衔接，对学生整个知识体系的建立具有重要意义。

实验课程作为课堂授课的补充，可以帮助学生更好地理解“通信原理”的理论和概念。

目前，国内高校“通信原理”实验课程多采用仿真方式，如用Matlab、SystemView等软件仿真环境构建通信收发系统，并实现通信中的信号处理算法。

然而，件仿真无法真实构建信号发生、传输、采集、处理全过程链路,也无法全面模拟各种无线信道效应，造成实验过程中学生对于真实信号没有直观概念，无法激发学生学习兴趣和创新动力，实验效果不理想。

而现有的硬件实验设备存在体积较大、成本高、定制化设计不易获取和开发等问题，难以有效开展面向真实信号的硬件实验。

软件定义的无线电（Software Defined Radio,SDR)是一种新型无线电体系结构，已被广泛应用于通信和无线电工程领域。

SDR可以通过运行不同的软件算法，实时配置系统通信功能，灵活地实现原型设计向实际应用的过渡。

基于全数字Costas环的QPSK信号载波同步

基于全数字Costas环的QPSK信号载波同步李波;万云【摘要】给出了数字costas环法QPSK信号解调的的仿真模型,关键部分的参数设计原则.选择接收信号与本地载波的频差为350Hz进行仿真,观察同步过程和解调结果,改变频差,观察同步时间,最后改变仿真参数,得到costas环的锁相范围和锁相精度.仿真结果表明,该模型能够实现QPSK信号的快速正确解调,载波同步时间与本地载波和接收信号之间的频率差有关.【期刊名称】《移动信息》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】2页(P51-52)【关键词】QPSK;解调;costas环;仿真【作者】李波;万云【作者单位】武警江西省总队,江西南昌330025;武警江西省总队,江西南昌330025【正文语种】中文【中图分类】TN915.05四相相移键控( QPSK) 是在移动通信、卫星通信、数字电视中广泛应用的一种数字调制技术[1]。

在数字卫星通信系统中，QPSK 调制方式由于其频谱利用率高、抗干扰性强等优点成为应用最为广泛的调制方式之一[2]。

文献[3]提出了一种四相Costas环结构用于QPSK信号的载波同步。

文献[4]提出相较于传统Costas环，反正切载波恢复环能将线性带宽提高一倍。

文献[5]提出了BPSK信号的数字Costas环的实现方法。

基于此本文将将提出一种基于QPSK的全数字Costas环的实现方式设输入的QPSK信号为：其中，VCO输出的载波信号为：根据图1，可以得出：当时，有：，，根据（3）和（4）的结果，则有：其中，为频率控制字更新周期，为内的系统采样点数。

根据为定值，那么根据等差数列的求和公式得出：那么而，所以此时将上述鉴相输出通过数字LF滤波器处理即可得到相应的频率和相位控制字，并最终通过NCO模块输出正确的本地载波。

2.1 环路中的低通滤波器考虑到半带滤波器同时兼顾硬件电路的资源和滤波效果。

本文在环路中的低通滤波器使用的是半带滤波器。