【正文】 ，基帶信號可分為數(shù)字基帶信號和模擬基帶信號，相應(yīng)地，信源也分為數(shù)字信源和模擬信源。但是，在通信模型構(gòu)造上還是非常復(fù)雜的，下圖是一個簡單的通信系統(tǒng)模型。消息具有不同的形式，例如：符號、文字、話音、音樂 、數(shù)據(jù)、圖片、活動圖象等。 本課題要求以數(shù)字調(diào)制技術(shù)為基本理論，分析幾種常用的調(diào)相技術(shù)，進(jìn)行初步的設(shè)計計算，然后通過 MATLAB 仿真調(diào)相信號，進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整，要求獲得各種調(diào)相信號的波形和軟件編程方法，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得 出移動通信系統(tǒng)中采用何種調(diào)制方式的理論依據(jù)。 基于 IS95 的 CdmaOne 技術(shù)自 1995 年 10 月商用實(shí)踐以來，迅速覆蓋韓國、日本、美國、歐洲和南美洲的一些主要市場，取得了巨大的商業(yè)成功，并成為業(yè)界公認(rèn)的過渡到未來 3G 的技術(shù)平臺。 CDMA 系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?。目前已用于?shù)字蜂窩無線系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)可分為兩大類：線性調(diào)制技術(shù)和恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)。 MATLAB 以及 Simulink科學(xué)計算、建模和仿真軟件正是能適應(yīng)這一要求的優(yōu)秀仿真平臺軟件，并已成為全世界科技工作者共同的學(xué)術(shù)交流工具以及系統(tǒng)仿真界事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 1993 年，MathWorks 公司推出了基于 Windows 平臺的 MATLAB ，在繼承和發(fā)展起原有的數(shù)值計算和圖形可視能力的同時，推出了 SIMULIKE，一個交互式操作的動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境；推出了符號計算工具包，一個一 Maple 為 ―引擎 ‖的 Symbolic Math Toolbox；構(gòu)作了 Notbook，一個運(yùn)用 DDE 和 OLE，實(shí)現(xiàn) MATLAB 與 Word 的無縫連接，從而為專業(yè)科技工作者創(chuàng)造了融合 科學(xué)計算、圖形可視、文字處理為一體的高水準(zhǔn) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 30 頁 環(huán)境。 國內(nèi)外研究及發(fā)展情況 MATLAB 名字是由 MATrix和 LABoratory兩詞的前 3 個字母組合而成。如果在真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行通信性能研究、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計和開發(fā) ,不僅耗資大 ,而且在統(tǒng)計數(shù)據(jù)的收集和分析上也有一定困難。仿真技術(shù)在今天的通信領(lǐng)域是一個非常重要的技術(shù)手段。移動通信的主要基本技術(shù)包括調(diào)制技術(shù)、移動信道中電波的傳播特性、多址方式、抗干擾技術(shù)以及組網(wǎng)技術(shù)。 MATLAB 作為一種仿真平臺，提供了強(qiáng)大的功能，設(shè)計者可以自己設(shè)計函數(shù)，同時也可以調(diào)用 Toolbox 里的函數(shù)調(diào)用。同時通信系統(tǒng)已經(jīng)由單一的硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)向與軟件的結(jié)合。G demodulation ,and analyzes their performance difference. Key words： MATLAB。然后深入分析了 PSK、 QPSK、 OQPSK的調(diào)制解調(diào)原理，熟悉了原理后，用 MATLAB編程和Simulink對它們進(jìn)行仿真和研究。隨著數(shù)字系統(tǒng)的飛速發(fā)展 ,對 數(shù)字系統(tǒng)的性能和調(diào)制解調(diào)技術(shù)要求也越來越高。同時，由于計算技術(shù)的發(fā)展，通信系統(tǒng)的仿真已日益普遍，已逐漸成為今天設(shè)計和分析通信系統(tǒng)的主要工具。本設(shè)計主要實(shí)現(xiàn) PSK、 QPSK、 OQPSK調(diào)制解調(diào)過程的仿真，并分析它們的性能差異。 Modulation and demodulation。馬可尼所完成的無線通信試驗之日就產(chǎn)生了，當(dāng)時的試驗是在固定站與一艘拖船之間進(jìn)行的，距離為 18海里。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信號處理方面硬件設(shè)計與專業(yè)軟件設(shè)計結(jié)合日趨緊密，已經(jīng)有一些公司開發(fā)出專業(yè)數(shù)字信號處理軟件。 MATLAB等優(yōu)秀軟件使仿真技術(shù)得到很好的應(yīng)用。在移動通信中，數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，其中數(shù)字調(diào)相信號具有數(shù)字通信的諸多優(yōu)點(diǎn) ,在數(shù)字移動通信中，廣泛使用它來傳送各種控制信息。隨著通信技術(shù)的發(fā)展 , 通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)模越來越復(fù)雜 , 基于通信系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越多樣化 , 單純地依靠經(jīng)驗進(jìn)行通信系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計、通信設(shè)備的研發(fā) 以及通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開發(fā) , 已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代通信的發(fā)展需要。通信仿真技術(shù)是通過在計算機(jī)中構(gòu)造虛擬的環(huán)境來反映現(xiàn)實(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 , 模擬現(xiàn)實(shí)中的通信網(wǎng)絡(luò)行為 , 從而可以有效提高通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計的可靠性和準(zhǔn)確性 , 明顯降低通信系統(tǒng)的投資風(fēng)險 , 減少不必要的投資浪費(fèi)。 20 世紀(jì) 70年代后期，時任美國新墨西哥大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系主任 的 Cleve Moler 教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動機(jī)，為學(xué)生設(shè)計了一組調(diào)用 LINPACK 和 EISPACK 庫程序的 ―通俗易用 ‖的接口，此即用 FORTRAN 編寫的萌芽狀態(tài)的 MATLAB。其后 MATLAB 經(jīng)過多個版本的不斷改進(jìn)， ―面向?qū)ο?‖的特點(diǎn)愈加突出，數(shù)據(jù)類型愈加豐富，操做界面愈加友善，在很多科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起到了相當(dāng)大的推動作用?，F(xiàn)在，我國教育科研部門對 MATLAB 的地位和重要作用也逐漸達(dá)成了共識，尤其是在硬件設(shè)施有限、科研經(jīng)費(fèi)不足的情況下， MATLAB 的廣泛應(yīng)用必將大大提升我國科教事業(yè)的基礎(chǔ)研究水平。 在當(dāng)代移動通信中，第三代移動通信系統(tǒng)（ 3G）已成為目前通信業(yè)的研究熱點(diǎn)。 在第二代通信系統(tǒng)中，使用 QPSK、 OQPSK 做為調(diào)制解調(diào)技術(shù)的 IS95 系統(tǒng)以其高語音質(zhì)量、穩(wěn)定的性能及空中接口的大容量在世界各地廣泛配置。目前各國上報給國際電聯(lián)審批的所有 3G 提案中，絕大多數(shù)方案都是基于與 IS95CDMA 相近的 CDMA 技術(shù)。 2 通信系統(tǒng)和調(diào)相信號研究及 MATLAB簡介 信息的高度發(fā)展給整個社會的經(jīng)濟(jì)、文化、科研、教育帶來了很大的變革，它推動著社會的發(fā)展，給人們的工作學(xué)習(xí)還有生活帶來許多的便利。而傳遞消息的方式可以有多種，根據(jù)其發(fā)展先后我們可以分為電報、電話、傳真、數(shù)據(jù)傳輸以及發(fā)展到現(xiàn)在的可視電話等。 圖 簡單通信系統(tǒng)一般模型 圖 中，信源（信息源，也稱發(fā)終端）的作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始電信號，如電話 系統(tǒng)中電話機(jī)可看成是信源。發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源信源 發(fā)送設(shè)備 信道 接收設(shè)備 信宿 噪聲源 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 30 頁 和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的原始電信號（基帶信號）變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘枴? 在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等。 數(shù)字通信系統(tǒng) 信道中傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)，稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。這是通過所謂的差錯控制編碼來實(shí)現(xiàn)的。另外，為了表述消息內(nèi)容，基帶信號都是按消息特征進(jìn)行編組的，于是，在收發(fā)之間一組組的編碼的規(guī)律也必須一致，否則接收時消息的真正內(nèi)容將無法恢復(fù)。但在一個系統(tǒng)中，如果發(fā)端有調(diào)制 / 加密 / 編碼，則收端必須有解調(diào) / 解密 / 譯碼。 （ 3） 模擬信號數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng) 上面論述的數(shù)字通信系統(tǒng)中，信源輸出的信號均為數(shù)字基帶信號，實(shí)際上，在日常生活中大部分信號（如 語音信號）為連續(xù)變化的模擬信號。 調(diào)制即是按照調(diào)制信號（基帶信號）的變化規(guī)律去改變載波某 些參數(shù)的過程。但是，在一定的噪聲情況下，根據(jù)對載波的調(diào)制方法和解調(diào)方法的不同，誤碼的發(fā)生概率也不同。當(dāng)調(diào)制信號為二進(jìn)制數(shù)字信號時，該調(diào)制稱 為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。 MATLAB和 Simulink簡要介紹 MATLAB 的由來及其發(fā)展在 小節(jié)中已經(jīng)做了介紹，這里不在重述。這使得計算機(jī)兼?zhèn)涓呒売嬎銠C(jī)的功能，使用十分方便。同時， MATLAB 支持用戶對其函數(shù)進(jìn)行二次開發(fā)，用戶的程序可以作為新的函數(shù)添加到相應(yīng)的工具箱中，擴(kuò)充函數(shù)庫。在程序的運(yùn)行過程中，可以方便迅速地用圖形、圖象、聲音、動畫等多媒體技術(shù)直接表述數(shù)值計算結(jié)果，可以選擇不同坐標(biāo)系，可以設(shè)置顏色、線型、視角等。并且 提供了圖形動畫處理方法，以使用戶可以較為直觀的觀察到整個仿真過程。 版本提供 了 20 多個仿真模型庫，內(nèi)容覆蓋了通信仿真，數(shù)字信號處理，模糊邏輯，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字 調(diào)相技術(shù)的研究與仿真 可以分解為各種調(diào)制技術(shù)（ PSK、 QPSK、 OQPSK 等）的調(diào)制解調(diào)原理和其理論實(shí)現(xiàn)方法，用 MATLAB 軟件實(shí)現(xiàn)仿真，通過星座圖、頻譜 利用率、誤碼率分析等全面研究移動通信系統(tǒng)的調(diào)相技術(shù)。嘗試用不同的方法得到 PSK、 QPSK、 OQPSK 這幾種調(diào)制方式的已調(diào)信號。 其調(diào)制方框圖如圖 圖 PSK 的調(diào)制方框圖 對于 PSK 信號的解調(diào)，可采用相干解調(diào)和差分相干解調(diào)，其解調(diào)方框圖如圖 所示 (a) （ b） 圖 PSK 的解調(diào)框圖 （ a）相干解調(diào)；（ b）差分相干解調(diào) 從 PSK 的調(diào)制解調(diào)框圖看，實(shí)現(xiàn)的原理并不是很困難，在深入體會它的原理之后，我便開始用 MATLAB 軟件上機(jī)調(diào)試。 開關(guān) 載波 ~~ 移相 ? 基帶 信號 得到 PSK已調(diào)信號 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 30 頁 MATLAB 編程語言在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用，但是面對第一個問題隨機(jī)基帶信號的產(chǎn)生時由于經(jīng)驗不足，還是遇到了兩個困難： （ 1） 用 randint函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)的基帶 信號時如果用 randint(1e3, 1, [0 1])這句指令的話產(chǎn)生的是隨機(jī)的 0， 1 信號，而在 PSK 調(diào)制中，我們希望基帶信號是雙極性的，也就是說希望能夠產(chǎn)生隨機(jī)的 1， +1 信號。 data_in1=repmat(data_in39。 end。 data_in2_rc=conv(data_in2,xrc)/。 m=1:128。z(m)=zeros(1,128)。 end end end end n=1:8192。 x1=cos(n.**+pi)。title(39。grid subplot(2,1,2)。)。通過查閱資料，發(fā)現(xiàn) Simulink仿真模塊中甚至可以動態(tài)的仿真調(diào)制解調(diào)的整個過程，對仿真和研究是非常有意義的，于是我開始上機(jī)嘗試調(diào)試 Simulink模塊。 剛開始面隊出現(xiàn)的各種錯誤，自己有點(diǎn)心浮氣噪，不耐心的去查閱資料，思考改正錯誤的方法，而是懷疑自己的編程思路是否正確，急于去尋找其他的編程方法，導(dǎo)致自己走了不少的彎路。雖然有的時候解決一個錯誤甚至要花上一天以上的時間，但是在解決錯誤的時候自己的喜悅和成就感都是很強(qiáng)烈的，并且會對自己所做的工作 充滿了信心。如果不是畢業(yè)設(shè)計，我也許真的不會發(fā)現(xiàn)原來圖書 館的資源是那么的豐富并且實(shí)用。遇到這個問題后怎么解決呢？很多同學(xué)也許就算了，沒有就不借了。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，我在用 MATLAB 軟件對 PSK 調(diào)制解調(diào)進(jìn)行仿真和研究時，第一次的編程方法得到的信號波形并不是很理想，后來我就到圖書館的閱覽室去查閱資料，通過幾天的努力，終于在閱覽室豐富的圖書資源中學(xué)習(xí)到了一種更好的方法，后來就用學(xué)到的方法得到的如圖 所示的比較理想的 PSK 調(diào)制解調(diào)波形。用 MATLAB 對 PSK 信號功率譜密度進(jìn)行仿真的結(jié)果如圖 所示 圖 PSK 信號功率譜和基帶信號功率譜 PSK 信號的誤碼率和星座圖 在本設(shè)計中，用 Simulink模塊對 PSK 的誤碼率進(jìn)行計算，并演示它的星座圖。雙比特碼元中兩個信息比特 ab通常是格雷碼 (即反射碼 )排列的 ,它與載波相位的關(guān)系如表 。 2 /2。 QPSK正交調(diào)制器可以看成由兩個 BPSK調(diào)制器構(gòu)成，輸入的串行二進(jìn)制信息序列經(jīng)串并變換，分成兩路速率減半的序列，電平發(fā)生器分別產(chǎn)生雙極性二電平信號 I(t)和 Q(t)，然后對 cosωct和 sinωct進(jìn)行調(diào)制，相加后即得 QPSK信號。 二進(jìn)制基帶信號的產(chǎn)生方法在用 MATLAB對 PSK調(diào)制解調(diào)進(jìn)行研究和仿真時已經(jīng)深有體會了，現(xiàn)在面臨第一個需要解決的問題就串并變換。 后來我拿著源程序去向我的畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師梁老師咨詢，梁老師認(rèn)真的聽取了我的想法并解讀了我編寫的源程序后認(rèn)為，這樣雖然能夠體現(xiàn) 0、 3 對應(yīng)的不同波形變化，但是和基本原理不符合，建議我另外選取編寫調(diào)制程序的方法，要求最好能嚴(yán)格按照 QPSK 的調(diào)制解調(diào)原理編寫源程序。串并變化實(shí)現(xiàn)語句如下： bit_in = randint(1e3, 1, [0 1])。 data_I = 2*bit_I+1。所以可以用奇次波 bit_I = bit_in(1:2:1e3)，偶次波 bit_Q = bit_in(2:2:1e3)來實(shí)現(xiàn)串并變換。同樣， data_I = 2*bit_I+1 和 data_Q = 2*bit_Q+1 也是實(shí)現(xiàn)分別把 I 和 Q支路的 0、 1 信號變換成 + 1 信號。應(yīng)該是什么問題呢？我反復(fù)的看程序，同時反復(fù)的問自己，最后我確定我的仿真程序前面部分肯定是沒有問題的，問題只可能是出在畫圖指令plot 上面。通過查閱 MATLAB 軟件指令介紹的書籍，我了解到應(yīng)該用二維桿圖即 stem 指令來畫出它們的圖形。那能不能把二維桿圖變成矩形波來顯示呢，又如何用 MATLBA 變成語言來實(shí)現(xiàn)呢，這些問題就出現(xiàn)在我的腦海中。收集了足夠的信息后，我開始嘗試上機(jī)調(diào)試，