通信信号分析分解
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SNR=0dB
t 0 : 1 / f s : 0.2
时域
information signal in time domain
amp来自百度文库itude
2 0 -2 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 time(second) passband signal in time domain 0.16 0.18 0.2
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
FSK信号（2FSK）
S (t ) an g (t nTb ) cos 1t bn g (t nTb ) cos 2t n n
0 an 1
fc f2 f1 / 2
bn 1 an
中心频率 调制指数
-200 0 200 400 frequency(Hz) passband signal in frequency domain
-400
600
800
1000
amplitude
200 100 0 -1000 -800 -600 -200 0 200 400 600 frequency(Hz) passband signal with noise in frequency domain -400 800 1000
h f 2 f1 / f d
fb 1/ Tb
BPSK信号
S (t ) cn g (t nTb ) cos ct n
或
1 cn 1
（cn 1) 0 n (t ) (cn 1)
S (t ) g (t nTb ) cos(ct n (t ))
hilbert函数
Z (t ) hilbert(S (t ))
数字通信信号
ASK信号（2ASK)
S (t ) an g (t nTb ) cos(ct c ) n
Tb : 码周期 0 1 g (t ) : 成型滤波器 an fb : 码速率 1 Tb c : 载波 c : 载波初始相位
amplitude
200 100 0 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 frequency(Hz) 400 600 800 1000
AM信号的解析形式或复数信号
Z (t ) A0 m(t ) e j (ct c ) 1 Qx(t ) e j (ct c )
5 0 -5 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 time(second) 0.14 0.16 0.18 0.2
频域
information signal in frequency domain
fftshift函数
amplitude
fft 函数
500
0 -1000
-800
-600
调用相关函数
amplitude
2 0 -2 0 0.02 0.04 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 time(second) passband signal with noise in time domain 0.06 0.18 0.2
ammod 函数
awgn 函数
amplitude
MQAM信号(M=16,64,256)
S (t ) an cos n g (t nTb ) cos ct bn sin n g (t nTb ) sin ct n n
1,3, ,...,log2 ( M ) 1 an , bn 1,3,...,(log2 ( M ) 1)
bn n tan an
1
数字信号特点（以QPSK信号为例）
n
S (t ) g (t nTb ) cos(ct n (t ))
j t (t ) 解析信号 X (t ) g (t nTb )e n 或复数形式：
c n
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 f mt 0 )
A0 1
fm 50,0 pi / 2
fc 500, c (0, 2)
fs 2000
n
an 0,1 cn 1,1 ?
QPSK信号
S (t ) g (t nTb ) cos(ct n (t ))
n
n (t ) i i 2 i i 0,1,...M 1
M
00 0
Mapping(输入01序列映射为相位)
M=4
01 1 10 2 11 3
模拟通信信号
AM信号形式
A0 1 Qx(t ) cos(ct c )
S (t ) A0 m(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
A0
调幅度（调制深度）Q： m(t ) 100%
m(t ) x(t ) m(t )
FM和PM信号
S (t ) Ac cos(ct (t ) c )
FM： (t ) 2 K FM m(t )dt m(t ) : 调制信号 PM： (t ) K PM m(t )
K FM：频偏常数 K PM：相偏常数
t 0 : 1 / f s : 0.2
时域
information signal in time domain
amp来自百度文库itude
2 0 -2 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 time(second) passband signal in time domain 0.16 0.18 0.2
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
FSK信号（2FSK）
S (t ) an g (t nTb ) cos 1t bn g (t nTb ) cos 2t n n
0 an 1
fc f2 f1 / 2
bn 1 an
中心频率 调制指数
-200 0 200 400 frequency(Hz) passband signal in frequency domain
-400
600
800
1000
amplitude
200 100 0 -1000 -800 -600 -200 0 200 400 600 frequency(Hz) passband signal with noise in frequency domain -400 800 1000
h f 2 f1 / f d
fb 1/ Tb
BPSK信号
S (t ) cn g (t nTb ) cos ct n
或
1 cn 1
（cn 1) 0 n (t ) (cn 1)
S (t ) g (t nTb ) cos(ct n (t ))
hilbert函数
Z (t ) hilbert(S (t ))
数字通信信号
ASK信号（2ASK)
S (t ) an g (t nTb ) cos(ct c ) n
Tb : 码周期 0 1 g (t ) : 成型滤波器 an fb : 码速率 1 Tb c : 载波 c : 载波初始相位
amplitude
200 100 0 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 frequency(Hz) 400 600 800 1000
AM信号的解析形式或复数信号
Z (t ) A0 m(t ) e j (ct c ) 1 Qx(t ) e j (ct c )
5 0 -5 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 time(second) 0.14 0.16 0.18 0.2
频域
information signal in frequency domain
fftshift函数
amplitude
fft 函数
500
0 -1000
-800
-600
调用相关函数
amplitude
2 0 -2 0 0.02 0.04 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 time(second) passband signal with noise in time domain 0.06 0.18 0.2
ammod 函数
awgn 函数
amplitude
MQAM信号(M=16,64,256)
S (t ) an cos n g (t nTb ) cos ct bn sin n g (t nTb ) sin ct n n
1,3, ,...,log2 ( M ) 1 an , bn 1,3,...,(log2 ( M ) 1)
bn n tan an
1
数字信号特点（以QPSK信号为例）
n
S (t ) g (t nTb ) cos(ct n (t ))
j t (t ) 解析信号 X (t ) g (t nTb )e n 或复数形式：
c n
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 f mt 0 )
A0 1
fm 50,0 pi / 2
fc 500, c (0, 2)
fs 2000
n
an 0,1 cn 1,1 ?
QPSK信号
S (t ) g (t nTb ) cos(ct n (t ))
n
n (t ) i i 2 i i 0,1,...M 1
M
00 0
Mapping(输入01序列映射为相位)
M=4
01 1 10 2 11 3
模拟通信信号
AM信号形式
A0 1 Qx(t ) cos(ct c )
S (t ) A0 m(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
A0
调幅度（调制深度）Q： m(t ) 100%
m(t ) x(t ) m(t )
FM和PM信号
S (t ) Ac cos(ct (t ) c )
FM： (t ) 2 K FM m(t )dt m(t ) : 调制信号 PM： (t ) K PM m(t )
K FM：频偏常数 K PM：相偏常数