matlab-北斗有效载荷对导航信号的评估-HPA和滤波器对导航信号性能的影响

close all;clear all; %% code1=GoldGenerator(1,2046); %%%%I路伪码 code2=GoldGenerator(2,10230); %%%%Q路伪码 fs=250e6; fc=50e6; fc1=2.046e6; fc2=10.23e6; t=0.001; len=t*fs; Hd = fir1(25,0.05); % freqz(Hd,1,512); %% numpercode1=fs/fc1; numpercode2=fs/fc2; numpercar=fs/fc; c1=code1(ceil((1:len)/numpercode1)); c2=code2(ceil((1:len)/numpercode2)); carrier1=cos(2*pi*fc*(1:len)/fs); %%%%%载波初相位为0 carrier2=sin(2*pi*fc*(1:len)/fs); diag=c1+1j*c2; %%%%%基带信号,基带信号不应该是是I+jQ,而是减 % diag=diag*ratio; % diag=awgn(diag,50); diag=lp_filter2(diag); %%%%%%%为什么基带信号经过滤波器就不会产生畸变呢？？？ figure;plot(diag); %%%%%基带信号经过滤波器后的星座图 title('基带信号经过滤波器后的星座图'); I_sig=real(diag); Q_sig=imag(diag); figure;plot(I_sig); hold on;plot(Q_sig,'r'); title('基带信号经过滤波器后的时域波形');legend('I','Q'); %% ratio=0.2; %%%%%%%%%%控制输入信号幅度 diag_RF=real(diag.*(carrier1+1j*carrier2)); %%%%%射频信号的实数表达式 diag_RF=ratio*diag_RF; % diag_RF=diag_RF/sqrt(2); %%%%%%%单位功率 % diag_RF=awgn(diag_RF,28); %%%%%%%%加点噪声 diag_RF=bp_filter2(diag_RF); %%%%%%带通滤波后，会给中频信号带来延时，所以后面的下变频不成功！ %% 带通信号包络怎么求得？？？？ p=4; %%%%%%% p控制包络的平滑度 k=floor(length(diag)/numpercar)/p; %%%%每一个周期搜寻一次最大值 index=zeros(1,k); goal=abs(diag_RF); for l=1:k index(l)=max(diag_RF(((l-1)*numpercar*p+1:l*numpercar*p))); end leng=length(goal); time=linspace(1,k,leng); ind=interp1(1:length(index),index,time); %%%%%%%基带信号的包络 %%%%%%%%%基带信号在码片跳变点处包络会有明显的跳变，这必须解决！ figure;plot(diag_RF); hold on;plot(ind,'r'); title('中频信号包络'); ft=abs(fft(xcorr(diag_RF))); ft=fftshift(ft); figure;plot(10*log10(ft)); title('中频信号功率谱'); %% 为什么下变频后低通滤波就会出现问题，回去想想,经过带通滤波器后产生一个延时，等效于一个多普勒，所以星座图在旋转 % signal_I=diag_RF.*carrier1; % signal_I=2*lp_filter2(signal_I); %%%%%%下变频 % % signal_Q=diag_RF.*carrier2; % signal_Q=2*lp_filter2(signal_Q); %%%%%%下变频 % % % figure;plot(signal_I+1j*signal_Q); % % hold on;plot(signal_Q,'r'); % title('Signal after filter'); %% 中频信号通过HPA怎么求得输出信号的表达形式？？？？ %%%%%%%%%%%% HPA参数 %%%%%%%%%%%% HPA系数特别重要 a0=2.1587;b0=1.1517; a1=4.0033;b1=9.104; %% envelope=ind; %%%%%直接对基带信号求解模会不会是其包络呢？？？？？ A=a0*envelope./(1+b0*envelope.^2); B=a1*envelope.^2./(1+b1*envelope.^2); %%%%%%%%%% HPA造成的相位失真单位是弧度，得转化为角度 B=B/2/pi*360; %%%%弧度转化为角度 s=0:0.05:2; A1=a0*s./(1+b0*s.^2); B1=a1*s.^2./(1+b1*s.^2); B1=B1/2/pi*360; xla=s; figure;plotyy(xla,A1,xla,B1);legend('AM/AM','AM/PM'); title('HPA幅度与相位特性'); grid on; figure;plot(A);title('AM/AM'); figure;plot(B);title('AM/PM'); %% 中频信号通过HPA后怎么将相位失真融入到中频信号中 signal_I=real(diag); signal_Q=imag(diag); Angle=atan2(signal_Q,signal_I); %%%%%%%下变频信号的角度，怎么求中频信号的角度？？？？？ Angle=Angle/pi/2*360; %%%%%%弧度转化为角度 obj=find(Angle<0); Angle(obj)=Angle(obj)+360; %%%%%% atan2函数范围为-pi~pi angel=Angle+B; %%%%%%%%%angel为基带信号通过HPA后的角度失真+原来的相位 sigI=A.*cosd(angel); sigQ=A.*sind(angel); co=xcorr(sigI); spc=abs(fft(co));spc=fftshift(spc);spc=10*log10(spc); co2=xcorr(c1); %%%%%%理想I路信号 spec=abs(fft(co2));spec=fftshift(spec);spec=10*log10(spec); figure;plot(spc); hold on;plot(spec-8,'black'); title('经过HPA后I路信号功率谱和理想功率谱的对比'); basesignal=sigI+1j*sigQ; figure;plot(basesignal); title('基带信号经过HPA后的星座图'); grid on; %%%%%%%%%%%% % 问题一：经过HPA后的基带信号I路码片波形会出现尖峰，这是为什么？？？？而且出现在Q路码片跳变的时候，猜测是此时刻基带信号包络剧烈变化，引起AM/AM % 和PM/PM失真，从而导致此时刻I路码片出现尖峰。 % % % %%%%%%%%%%%% %% 先考察基带信号经过滤波器后再经过HPA后的非线性失真情况 I=real(basesignal); Q=imag(basesignal); figure;plot(I);hold on;plot(Q,'r');legend('I','Q'); title('I/Q时域波形'); %% %% 对经过HPA后的信号进行下变频，画出星座图 s_I=s1.*carrier1; S_I=2*lp_filter2(s_I); %%%%%%%%下变频，低通滤波 s_Q=s1.*carrier2; S_Q=2*lp_filter2(s_Q); %%%%%%%%下变频，低通滤波 figure; plot(S_I+1j*S_Q); %% 经过HPA后的中频信号的功率谱 co=xcorr(s1); spc=abs(fft(co)); spc=10*log10(fftshift(spc)); len=1:length(spc); f_w=fs/max(len); center=(1+max(len))/2; xlab=(len-center)*f_w/1e6; figure;plot(xlab,spc);