概率实验四--匹配滤波器.doc

概率论与随机信号分析实验报告实验名称: 匹配滤波器指导教师:张正明成绩:姓名: 班级: 12通信A班学号: 20120101010一、实验目的与任务1. 了解匹配滤波器的原理；2. 实现LFM信号的相关接收。二、实验原理1匹配滤波器匹配滤波器是一种用于检测噪声中某个确定信号是否存在的最佳滤波方法。使Y(t0)中的信号与噪声比最大化，这样在Y(t0)大于某个合适的门限时，就有把握地认为Y(t)中包含有s(t)。 从时域来说，匹配滤波器的冲击响应为：2线性调频信号是大时宽带宽积信号，常用在雷达和通信信号中来提高系统的抗干扰能力，采用匹配滤波器，可以在强噪声背景环境中发现信号。其中：为调频斜率其时宽带宽积为BT01当信号淹没在强噪声背景里时，可以通关相关接收，即匹配滤波的方法检测信号，而降低噪声的影响。三、实验内容与结果%信号和噪声经过匹配滤波器close allclear allf01=30e+6; %中心频率b1=8e+6; %信号带宽t0=10e-6; %信号时宽fs=150e+6; %采样频率%系统带宽和中心频率b2=8e+6;f02=30e+6;c2=30;subplot(2,1,1)bl al=butter(4,b2/2/(fs/2);%滤波器归一化带宽1对应于fs/2hfl f2=freqz(bl,al,100,fs);plot(f2,abs(hfl);title(系统低通频率响应);grid onsubplot(2,1,2);bb ab=butter(4,(f02-b2/2)/(fs/2) (f02+b2/2)/(fs/2);hf f2=freqz(bb,ab,100,fs);plot(f2,abs(hf);title(系统带通频率响应);grid onfigure;t=0:1/fs:t0;u=pi*b1/t0;subplot(2,2,1);s=sin(2*pi*(f01-b1/2)*t+u.*t.*t);plot(t,s);title(LFM 信号);grid onsubplot(2,2,3);n=length(s);n1=n/2;f1=(0:n1-1)/n*fs;fs1=abs(fft(s);plot(f1,fs1(1:n1);title(LFM信号频谱);grid onsubplot(2,2,2);h=fliplr(s);ys=conv(s,h);t2=(-n+1:n-1)/n*t0;ys=filter(bb,ab,ys);plot(t2,ys);title(中频输出信号);subplot(2,2,4);i=find(ys0);ys(i)=0;ys=filter(bl,al,ys);plot(t2,ys);title(视频输出信号);grid on%噪声经过系统figure;subplot(2,2,1)c1=sqrt(c2);xn=randn(1,n)*c1;plot(t,xn)title(输入噪声);grid onsubplot(2,2,3);fn=xcorr(xn,xn,unbiased);fn=abs(fft(xn);f2=(0:n-1)/(2*n+1)*fs;plot(f2,fn(1:n);title(输入噪声功率谱);grid onsubplot(2,2,2);yn=conv(xn,h);yn=filter(bb,ab,yn);plot(t2,yn);title(中频输出噪声);grid onsubplot(2,2,4);i=find(yn0);yn(i)=0;yn=filter(bl,al,yn);plot(t2,yn);title(视频输出噪声);grid onfigure;subplot(2,2,1);x=s+xn;plot(t,x);title(输入信号+噪声);grid on subplot(2,2,3); fx=xcorr(x,x,unbiased);fx=abs(fft(fx);plot(f2,fx(1:n);title(输入信号+噪声功率谱);grid onsubplot(2,2,2);y=conv(x,h);y=filter(bb,ab,y);plot(t2,y);title(中频输出信号+噪声);grid onsubplot(2,2,4);i=find(y0);y(i)=0;y=filter(bl,al,y);plot(t2,y);title(视频输出信号+噪声);grid on四、实验体会通过本实验了解了匹配滤波器的原理。在实验的过程中我们通过改变滤波器的带宽以及加入不同的输入信号的参数观察了不同的带宽时输出噪声的波形的概率统计。 3