非协同突发信号的检测与解调
Lora节点的信号解调与误码率检测方法
Lora节点的信号解调与误码率检测方法Lora（Low Power Wide Area Network）无线通信技术以其低功耗、长传输距离和强大的抗干扰能力而广受关注。
作为物联网中常用的通信协议，Lora节点的信号解调和误码率检测方法备受关注。
本文将重点探讨Lora节点信号解调以及误码率检测方法的原理和应用。
一、Lora节点信号解调方法1. 前导码检测Lora节点信号解调的第一步是前导码检测。
前导码是一段特定的编码序列，在Lora通信中用于同步和定位信号。
当接收到Lora信号时，节点通过检测是否存在前导码来识别信号的开始。
常用的前导码有8位和16位两种，节点接收到的信号与前导码进行相关性检测，通过比较相关性值来判断是否存在前导码。
2. 符号解调符号解调是Lora节点信号解调的核心部分。
在Lora通信中，每个符号代表一段时间内的信号状态。
节点需要将接收到的模拟信号转化为数字信号，通过解调将其中的信息提取出来。
符号解调方法根据不同的调制方式而有所不同，常见的调制方式包括FSK（频移键控）、OOK（开关键控）和2-FSK（二进制频移键控）。
3. 误码率检测误码率是评估通信系统性能的重要指标之一。
在Lora节点中，误码率检测是对接收到的数据进行质量评估的关键环节。
常见的误码率检测方法包括比特错误率（Bit Error Rate，BER）和帧错误率（Frame Error Rate，FER）。
二、Lora节点误码率检测方法1. 比特错误率检测比特错误率是指在传输过程中，接收端由于噪声、干扰等原因出现比特错误的概率。
比特错误率可以通过统计接收到的比特数据与发送方发送的比特数据之间的差异来计算。
通常使用误码率表（Error Vector Magnitude，EVM）的方式来计算比特错误率。
比特错误率越小，表示接收端接收到的数据越可靠。
2. 帧错误率检测帧错误率是指在传输过程中，接收端由于各种原因导致完整帧数据接收错误的概率。
解调的基本方法
解调的基本方法
解调是将调制信号还原为原始信号的过程。
在通信系统中，解调是非常重要的一步，因为它可以确保接收方能够正确地接收到发送方传输的信息。
解调的基本方法有以下几种：
1. 直接检波法
直接检波法是最简单的解调方法之一。
它的原理是将调制信号直接通过一个二极管进行整流，然后通过一个滤波器将直流分量滤掉，得到原始信号。
这种方法的优点是简单易行，但是它的缺点是容易受到噪声的干扰，因此在实际应用中很少使用。
2. 相干解调法
相干解调法是一种比较常用的解调方法。
它的原理是将接收到的信号与一个本地振荡器的信号进行混频，得到一个中频信号。
然后通过一个低通滤波器将中频信号中的高频成分滤掉，得到原始信号。
这种方法的优点是能够有效地抑制噪声的干扰，因此在高质量的通信系统中经常使用。
3. 频率鉴别法
频率鉴别法是一种基于频率差异的解调方法。
它的原理是将接收到的信号与一个参考信号进行比较，通过比较两个信号的频率差异来还原原始信号。
这种方法的优点是能够在高噪声环境下工作，但是它的缺点是需要使用高精度的参考信号，因此在实际应用中比较困难。
4. 相位鉴别法
相位鉴别法是一种基于相位差异的解调方法。
它的原理是将接收到的信号与一个参考信号进行比较，通过比较两个信号的相位差异来还原原始信号。
这种方法的优点是能够在高噪声环境下工作，并且不需要使用高精度的参考信号，因此在实际应用中比较常用。
总之，解调是通信系统中非常重要的一步，它能够确保接收方能够正确地接收到发送方传输的信息。
不同的解调方法有不同的优缺点，需要根据具体的应用场景来选择合适的方法。
2FSK相干解调与非相干解调
2FSK相干解调与非相干解调通信原理课程设计报告书班级：10级通信姓名：学号：指导教师：2013年1月6日星期日2FSK相干解调与非相干解调一. 课程内容1.2FSK信号的产生2.加入高斯白噪声的波形3.上下支路FSK信号的相干解调与非相干解调二. 原理2FSK信号的解调原理是通过带通滤波器将2FSK信号分解为上下两路2FSK 信号后分别解调，然后进行抽样判决输出信号。
三. 设计过程1.相干解调相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干的参考信号与载频相乘。
根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，则先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可。
原理图如下：输入带通滤波器 F1带通滤波器 F2cos2π f1t相乘器低通滤波器低通滤波器抽样脉冲抽样判决器输出cos2π f2t相乘器相干方式原理图2.非相干解调经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。
其原理图如下图所示：输入带通滤波器 F1包络检波器带通滤波器 F2包络检波器抽样脉冲抽样判决器非相干方式原理图输出四. 实现效果 1.相干解调仿真图2.非相干解调仿真图五. 附录（原程序）fs=2000; %采样频率fc=900;dt=1/fs;f1=20;f2=120; %两个信号的频率a=round(rand(1,10)); %随机信号g1=ag2=~a; %信号反转，和g1反向g11=(ones(1,2000))'*g1; %抽样g1a=g11(:)';g21=(ones(1,2000))'*g2;g2a=g21(:)';t=0:dt:10-dt;t1=length(t);fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t);fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t);fsk=fsk1+fsk2; %产生的信号sn=awgn(fsk,20);plot(t,fsk);title('产生的波形')ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sn);title('将要通过滤波器的波形')ylabel('幅度的大小')xlabel('t')figure(2) %FSK解调b1=fir1(101,[10/800 20/800]);b2=fir1(101,[90/800 110/800]); %设置带通参数H1=filter(b1,1,sn);H2=filter(b2,1,sn); %经过带通滤波器后的信号subplot(211);plot(t,H1);title('经过带通滤波器f1后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')subplot(212);plot(t,H2);title('经过带通滤波器f2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')sw1=H1.*H1;sw2=H2.*H2; %经过相乘器figure(3)subplot(211);plot(t,sw1);title('经过相乘器h1后的波形')ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sw2);title('经过相乘器h2后的波形')ylabel('·幅度')xlabel('t')bn=fir1(101,[2/800 10/800]); %经过低通滤波器figure(4)st1=filter(bn,1,sw1);st2=filter(bn,1,sw2);subplot(211);plot(t,st1);title('经过低通滤波器sw1后的波形')ylabel('幅度')plot(t,st2);title('经过低通滤波器sw2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')%判决for i=1:length(t)if(st1(i)>=st2(i))st(i)=0;else st(i)=st2(i);endendfigure(5)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title('经过抽样判决器后的波形')ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sn);title('原始的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')%非相干figure(6) %FSK解调b1=fir1(101,[10/800 20/800]);b2=fir1(101,[90/800 110/800]); %设置带通参数H1=filter(b1,1,sn);H2=filter(b2,1,sn); %经过带通滤波器后的信号subplot(211); plot(t,H1);title('经过带通滤波器f1后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')subplot(212);plot(t,H2);title('经过带通滤波器f2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')figure(7)st1=ssbdemod(H1,fc,fs,2./pi);%包络解波subplot(211);plot(t,st1);title('经过包络检波的波形')xlabel('t')st2=ssbdemod(H2,fc,fs,2./pi);%包络解波subplot(212); plot(t,st2);title('经过包络检波的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')%判决for i=1:length(t)if(st1(i)>=st2(i))st(i)=0;else st(i)=st2(i);endendfigure(8)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title('经过抽样判决器后的波形') ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sn);title('原始的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')。
电路中的信号混频与解调
电路中的信号混频与解调在现代通信系统中，信号的处理扮演着至关重要的角色。
信号混频与解调是其中关键的环节之一。
本文将介绍信号混频与解调的原理和应用。
一、信号混频信号混频是指将两个或多个不同频率的信号进行相互作用，生成新的信号。
这种技术广泛应用于通信领域的频率合成、频谱分析和信号处理等方面。
在电路中，信号混频通常通过使用混频器来实现。
混频器是一种非线性元件，它将两个输入信号相乘，然后输出其乘积的频率和幅度。
通过适当选择混频器的输入信号频率和振幅，可以实现信号的混频效果。
混频器可以分为乘法混频器和非线性混频器两种类型。
乘法混频器通过将两个输入信号相乘得到输出信号，而非线性混频器则利用非线性元件的特性来实现信号的混频。
二、信号解调信号解调是指将调制后的信号转换回原始信号的过程。
在通信系统中，调制技术广泛应用于信号传输，例如调幅（AM）、调频（FM）和相位调制（PM）等。
解调器是实现信号解调的关键设备。
解调器通过对接收到的调制信号进行处理，恢复出原始的模拟信号或数字信号。
常见的解调器有包络检测器、频率解调器和相位解调器等。
包络检测器广泛应用于调幅信号的解调。
它通过提取调幅信号的包络曲线，恢复出原始的基带信号。
频率解调器则主要用于调频信号的解调，它通过测量信号的频率变化来恢复原始信号。
相位解调器则适用于相位调制信号的解调，它通过测量信号相位的变化来还原原始信号。
三、应用案例信号混频与解调技术在通信系统中有广泛的应用。
例如，在无线电领域，混频技术可以将不同频段的信号进行混频合并，实现频率的转换和信号的传输。
在频谱分析中，可以利用混频技术将信号分解为不同频率的分量，从而进行频谱分析和信号处理。
另外，在数字通信系统中，解调器起着至关重要的作用。
通过解调器，数字信号可以在发送端进行调制后在接收端解调恢复为原始数据。
这种技术广泛应用于无线通信、广播和卫星通信等领域。
综上所述，信号混频与解调是现代通信系统中不可或缺的环节。
宽带无线通信系统中的信号接收与解调
宽带无线通信系统中的信号接收与解调在宽带无线通信系统中，信号接收与解调是至关重要的环节。
它们直接影响着通信系统的性能和效果。
本文将从信号接收和解调两个方面展开，介绍宽带无线通信系统中的相关技术和方法。
首先，我们来讨论信号接收。
在宽带无线通信系统中，信号接收是指接收来自发射器的无线信号，并将其转化为可处理或解码的数字信号。
信号接收过程中需要解决的问题包括信号强度衰减、噪声干扰和多路径传播等。
为了解决信号强度衰减的问题，通信系统使用了接收天线和前置放大器等技术。
接收天线用于接收无线信号，并将其转化为电信号。
前置放大器则用于增强接收到的信号强度，以提高信号质量和距离覆盖。
在面对噪声干扰时，通信系统采用了数字信号处理和调制解调技术。
数字信号处理技术可以对接收信号进行滤波和去噪，以提高信号质量。
调制解调技术则用于将模拟信号转化为数字信号，并进行调制和解调操作，实现信号的传输和解码。
此外，多路径传播也是宽带无线通信系统中的挑战之一。
多路径传播指的是信号在传播过程中经历多条传播路径，导致接收端接收到多个时间和相位不同的信号。
为了克服多路径传播带来的问题，通信系统采用了信号接收多通道和信号处理算法等技术。
信号接收多通道技术可以同时接收多个信号，并进行信号合并和处理，以提高信号质量和抗干扰能力。
信号处理算法则可以通过对接收到的多路径信号进行分析和处理，实现信号的合并和解调。
接下来，我们来讨论解调技术。
解调是将已调制的信号恢复为原始信息的过程。
在宽带无线通信系统中，解调技术是将数字信号转化为模拟信号，并进行去调制操作，实现信号的还原和解码。
在解调过程中，常用的解调技术包括频率解调、相位解调和幅度解调等。
频率解调是通过改变载波频率来还原信号的过程。
相位解调是根据相位信息还原信号的过程。
幅度解调是通过改变载波幅度来实现信号解调的过程。
此外，解调技术还可以根据信号的调制方式来分为调幅解调、调频解调和调相解调等。
调幅解调是将调幅调制的信号解调为原始信号的过程。
相干解调和非相干解调
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相干解调和非相干解调
相干解调
所谓相干，泛泛地说就是相互干扰； 相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘。 比如原始信号 A 与载频 cos(ωt + θ) 调制后得到信号 Acos(ωt + θ)； 解调时引入相干（同频同相）的参考信号 cos(ωt + θ)，则得到： Acos(ωt+θ)cos(ωt+θ) 利用积化和差公式可以得到 A*1/2*[cos(ωt+θ+ωt+θ)+cos(ωt+θ-ωt-θ)] =A*1/2*[cos(2ωt+2θ)+cos(0)] =A/2*[cos(2ωt+2θ)+1] =A/2+A/2cos(2ωt+2θ) 利用低通滤波器将高频信号cos(2ωt+2θ)滤除，即得原始信号 A。 因此相干解调需要接收机和载波同步； 而非相干解调不使用乘法器，不需要接收机和载波同步。
相干解调和非相干解调误码率
相干解调和非相干解调误码率相干解调相干解调是指在发送端和接收端都有同步信号的情况下进行的解调方式。
在相干解调中，接收端可以通过已知的同步信号来确定发送端发送的信号的相位，从而正确地识别出发送端所发送的信息。
相干解调可以分为两种：同步相干解调和非同步相干解调。
同步相干解调同步相干解调是指在接收端已经获取到了与发送端完全同步的时钟信号，并且能够精确地确定每个符号之间的时间间隔。
这种情况下，接收端可以通过对接收到的信号进行匹配滤波来提取出原始数据，并且根据已知的符号映射关系将其转化为数字信息。
同步相干解调的误码率通常比非同步相干解调要低，因为在此种情况下，接收端可以更加准确地确定每个符号之间的时间间隔，并且能够更好地抵抗噪声和失真等因素对信号造成的影响。
非同步相干解调非同步相干解调是指在接收端无法获取到与发送端完全同步的时钟信号，或者无法精确地确定每个符号之间的时间间隔。
这种情况下，接收端需要通过不断地调整相位来尝试提取出原始数据，并且根据已知的符号映射关系将其转化为数字信息。
非同步相干解调的误码率通常比同步相干解调要高，因为在此种情况下，接收端无法准确地确定每个符号之间的时间间隔，并且可能会受到噪声和失真等因素的影响。
但是在某些特定的情况下，非同步相干解调也可以达到很高的精度。
和非相干解调和非相干解调是指在发送端和接收端没有同步信号的情况下进行的解调方式。
在这种情况下，接收端需要通过一些特殊的技术来尝试提取出原始数据，并且根据已知的符号映射关系将其转化为数字信息。
和非相干解调可以分为两种：差分解调和非差分解调。
差分解调差分解调是一种特殊的和非相干解调方式，在这种方式中，发送端会对每个符号进行编码，并且将编码后的信号与前一个符号进行异或操作，从而得到一个新的编码后信号。
在接收端中，通过对连续两个符号之间进行异或操作，可以得到原始信号的编码信息，并且根据已知的符号映射关系将其转化为数字信息。
差分解调的误码率通常比非差分解调要低，因为在此种情况下，接收端不需要知道发送端的绝对相位，只需要知道相邻符号之间的差异即可。
相干解调与非相干解调
相⼲解调与⾮相⼲解调
1、⾮相⼲解调就是说，在解调时不需要提取载波信息来进⾏解调；
实现效果不太好，但电路简单容易实现。
2、相⼲解调就是说，在解调时，⾸先要通过锁相环提取出载波信息，通过载波信息与输⼊的信息来解调出信号；
实现的质量好，但电路复杂，难以实现，需要同步解调信号
因此，可以看出，相⼲解调的性能肯定要优于⾮相⼲解调。
⽽实际中，也是如此，⼤都采⽤相⼲解调，因此锁相环也是实际中⽐较关键的部件。
DQPSK就是差分QPSK，也就是⾮相⼲的，它是利⽤前后码元的关系来进⾏解调的。
在AWGN信道中，相⼲解调的性能优于⾮相⼲解调3dB。
⾄于为什么是3dB，找⼀本通信原理⽅⾯的教材，上⾯都会有推导的。
TIPs：
相⼲解调法只适⽤于窄带调频。
⼆进制相移键控（BPSK）解调必须要采⽤相⼲解调，由于BPSK信号是抑制载波双边带信号，不存在载频分量，因⽽⽆法从已调信号中⽤直接滤波法提取本地载波。
只有采⽤⾮线性变换才能产⽣新的频率分量，常⽤的载波恢复电路有两种，⼀种是平⽅环电路，另⼀种是科斯塔斯环。
多进制相移键控（MPSK）最常⽤的是4PSK⼜称QPSK。
MPSK信号可以⽤两个正交的载波信号实现相⼲解调。
MPSK可以看成由两个BPSK调制器构成，所以它也必须要采⽤相⼲解调。
fsk非相干解调的原理
FSK非相干解调的基本原理FSK（Frequency Shift Keying）是一种调制技术，用于在数字通信中传输数字信号。
FSK非相干解调是一种用于接收和解调FSK信号的方法。
本文将详细解释FSK非相干解调的基本原理，并说明其实现过程。
1. FSK调制在FSK调制中，使用不同的频率表示不同的数字或逻辑状态。
常见的FSK调制方案有两个频率：频率1表示逻辑0，频率2表示逻辑1。
比特流通过改变载波信号的频率来进行调制。
2. FSK信号接收在接收端，我们需要对接收到的FSK信号进行解调以恢复原始数据。
FSK非相干解调是一种常见的解调方法。
3. FSK非相干解调原理FSK非相干解调基于两个关键概念：能量检测和频率判决。
能量检测能量检测是指计算接收到的信号在一个时间窗口内的总能量。
由于噪声等因素存在，能量检测并不能直接确定信号所处的频率状态。
但可以通过比较不同频率下的能量大小来判断哪个频率被使用。
频率判决频率判决是指根据能量检测的结果来判断信号所使用的频率。
通过比较两个不同频率下的能量大小，选择能量较大的频率作为信号的频率。
4. FSK非相干解调步骤FSK非相干解调可以分为以下步骤：步骤1：信号接收接收到的FSK信号经过采样和滤波后，得到离散时间的信号样本。
步骤2：能量检测对接收到的信号样本进行能量检测。
将信号样本平方后求和得到总能量。
步骤3：频率判决比较不同频率下的能量大小，选择能量较大的频率作为信号的频率。
步骤4：数据恢复根据频率判决结果，将每个时间窗口内所使用的频率转换为数字或逻辑状态，从而恢复原始数据。
5. FSK非相干解调优缺点FSK非相干解调具有一些优点和缺点。
优点：•简单实现：FSK非相干解调算法相对简单，易于实现。
•抗多径衰落：由于FSK非相干解调只关注信号能量而不是相位，因此对多径衰落的抗干扰能力较强。
•适用于低信噪比环境：由于能量检测可以在低信噪比环境下工作，FSK非相干解调适用于噪声较大的情况。
am调制与非相干解调 噪声幅度 调幅指数
AM调制与非相干解调噪声幅度调幅指数
AM调制是一种将信息信号转换为幅度调制的载波信号的方法，其中载波的幅度随着信息信号的幅度变化而变化。
AM调制的调幅度指数是指载波的最大幅度与最小幅度之比，通常用m表示，其值范围为0到2。
在AM调制中，解调是将调制信号中包含的信息信号提取出来的过程。
非相干解调是一种不需要知道载波频率和相位的解调方法，通常使用滤波器将调制信号的高频部分滤除，然后将低频信号放大并检出包含在信号中的信息信号。
非相干解调的噪声幅度是指解调后输出信号中的噪声功率与信号功率之比。
在AM调制中，解调器的性能与调幅度指数相关。
当调幅度指数较小时，解调器的信噪比较低，解调器的灵敏度较高，但是解调器的抗噪声能力较差。
当调幅度指数较大时，解调器的信噪比较高，解调器的灵敏度和抗噪声能力都较好。
AM调制和非相干解调是无线电通信中常用的技术，它们在信息传输和接收方面都有着广泛的应用。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的调制方式和解调方法，以实现高效、可靠的通信。