【正文】
PSK、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(dòng)通信系統(tǒng)的調(diào)相技術(shù)。 版本提供了20 多個(gè)仿真模型庫,內(nèi)容覆蓋了通信仿真,數(shù)字信號(hào)處理,模糊邏輯,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。并且 提供了圖形動(dòng)畫處理方法,以使用戶可以較為直觀的觀察到整個(gè)仿真過程。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(dòng)畫等多媒體技術(shù)直接表述數(shù)值計(jì)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。同時(shí),MATLAB 支持用戶對(duì)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。這使得計(jì)算機(jī)兼?zhèn)涓呒?jí)計(jì)算機(jī)的功能,使用十分方便。 MATLAB和Simulink簡要介紹,這里不在重述。當(dāng)調(diào)制信號(hào)為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)時(shí),該調(diào)制稱為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。但是,在一定的噪聲情況下,根據(jù)對(duì)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。調(diào)制即是按照調(diào)制信號(hào)(基帶信號(hào))的變化規(guī)律去改變載波某些參數(shù)的過程。 上面論述的數(shù)字通信系統(tǒng)中,信源輸出的信號(hào)均為數(shù)字基帶信號(hào),實(shí)際上,在日常生活中大部分信號(hào)(如語音信號(hào))為連續(xù)變化的模擬信號(hào)。(3) 模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)通常把有調(diào)制器 / 解調(diào)器的數(shù)字通信系統(tǒng)稱為數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)。第二,當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)保密通信時(shí),可對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行 人為 “擾亂”( 加密),此時(shí)在收端就必須進(jìn)行解密。 數(shù)字通信的基本特征是,它的消息或信號(hào) 具有 “離散”或“數(shù)字”的 特性,從而使數(shù)字通信具有許多特殊的問題。(1) 數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng) 信宿(也稱受信者或收終端)是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息,如電話機(jī)將對(duì)方傳來的電信號(hào)還原成了聲音。 信道是指信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃梢允怯芯€的,也可以是無線的,甚至還可以包含某些設(shè)備。所謂基帶信號(hào)是指沒有經(jīng)過調(diào)制(進(jìn)行頻譜搬移和變換)的原始電信號(hào),其特點(diǎn)是信號(hào)頻譜從零頻附近開始,具有低通形式。從表面上看來,通信就是將信息從發(fā)送端發(fā)送出去,從接收端獲取信息。 通信系統(tǒng)的組成通信的目的是傳輸消息。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)(2PSK、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(dòng)通信系統(tǒng)的調(diào)相技術(shù)。通過研究,在IS95系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷推出新標(biāo)準(zhǔn)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用時(shí)分多址(TDMA)的數(shù)字調(diào)制方式,提高了系統(tǒng)容量,并采用獨(dú)立信道傳送信令,使系統(tǒng)性能大為改善,但TDMA的系統(tǒng)容量仍然有限,越區(qū)切換性能仍不完善。目前正在研究的數(shù)字調(diào)制方式有緩變調(diào)頻(TFM)、相干移相鍵控(CPSK)、 四相移相鍵控(QPSK)、高斯最小移頻健控(GMSK)及網(wǎng)格編(TCM)調(diào)制方案等,選擇適用于具體的移動(dòng)和個(gè)人通信系統(tǒng)的調(diào)制方案,要依賴于許多因素,如譜效率特性與同波道干擾的關(guān)系、多載波比特率的支持、接收機(jī)靈敏度等。通信與電子工程師和科技工作者迫切需要一種仿真工具,以擺脫繁雜的編程工作,將精力和時(shí)間集中到解決科學(xué)問題、提出和驗(yàn)證創(chuàng)新思想和算法上來。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后短短幾年,就以其良好的開放性和運(yùn)行的可靠性,使原先在控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包紛紛淘汰,而改在MATLAB平臺(tái)上重建。在本課題中,用國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)仿真軟件MATLAB來仿真移動(dòng)通信系統(tǒng)各種數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)中,具有數(shù)字通信的諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛使用它來傳送各種控制信息的數(shù)字調(diào)相信號(hào),比較不同調(diào)相計(jì)術(shù)之間的性能差異。要規(guī)劃和設(shè)計(jì)一個(gè)性能完善的通信系統(tǒng),光靠理論計(jì)算或憑個(gè)人的組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)是無法完成的。1 緒論 課題研究的意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,系統(tǒng)建模和仿真技術(shù)已經(jīng)日益成為現(xiàn)代各領(lǐng)域,特別是理工科各專業(yè)進(jìn)行科學(xué)探索、系統(tǒng)可行性研究和工程設(shè)計(jì)不可缺少的重要環(huán)節(jié)?,F(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展是以多種先進(jìn)的通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。MATLAB 是Matrix Labotratory(矩陣實(shí)驗(yàn)室)的縮寫,最初由美國Cleve Moler博士在20 世紀(jì)70 年代末講授矩陣?yán)碚摵蛿?shù)據(jù)分析等課程編寫的軟件包Linkpack 與Eispack 組成,旨在使使應(yīng)用人員免去大量經(jīng)常重復(fù)的矩陣運(yùn)算和基本數(shù)學(xué)運(yùn)算等煩瑣的編程工作。通信信號(hào)處理方式也從模擬向數(shù)字通信轉(zhuǎn)變。移動(dòng)通信可以說從1897 M use MATLAB and Simulink Carry on the simulation and the research. This design mostly achieves the process simulation of the PSK、QPSK、OQPSK modulation amp。 本文首先介紹了通信系統(tǒng)的組成、MATLAB的使用以及Simulink模塊的組建。本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))基于MATLAB的移動(dòng)通信中數(shù)字調(diào)相技術(shù)的研究與仿真 院 系 電信學(xué)院 專 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 05通信一班 學(xué) 號(hào) 0612050536 學(xué) 生 姓 名 李恩博 聯(lián) 系 方 式 13782356437 指 導(dǎo) 教 師 陳靜 職稱: 講師 2009年5月6日摘要在日常的生活中,通信是人們用來傳遞信息的方式。本次設(shè)計(jì)將使用MATLAB軟件設(shè)計(jì)函數(shù)和Smulink建模對(duì)數(shù)字調(diào)相技術(shù)進(jìn)行仿真和研究。關(guān)鍵詞:MATLAB;調(diào)制解調(diào);PSK;QPSK Abstract In the daily life, munication is very important for us. Along with development of digital system the technical criterion of modulation and demodulation will be adjusted to meet higher the same time, because of the development of the puting technology, the simulation ofthe munication system has been already popular day by day, it already is main tool of design and analyses system of munication today.This design will use the MATLAB software design function and the simulink modelling carries on the simulation and the research for Phase modulation technology.This article discusses the position of Communications system,the use of MATLAB and brief introduction of the module of then thorough analysis the principle modulation amp。 PSK;QPSK目 錄引言……………………………………………………………………………11 緒論…………………………………………………………………………2 課題研究的意義 ……………………………………………………………2 國內(nèi)外研究及發(fā)展情況 ……………………………………………………2 本課題主要內(nèi)容 ……………………………………………………………42 通信系統(tǒng)和調(diào)相信號(hào)研究及MATLAB簡介……………………………4…………………………………………………………4……………………………………………………………5 調(diào)相技術(shù)的初步研究……………………………………………………6 MATLAB和Simulink簡要介紹………………………………………………73 研究和仿真的要求………………………………………………………8…………………………………………………………8………………………………………………………8 課題的主要工作流程…………………………………………………………84 研究和仿真的構(gòu)思和理論………………………………………………8 PSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)及其原理……………………………………………9 PSK信號(hào)的性能…………………………………………………………13 PSK信號(hào)的頻譜………………………………………………………13 PSK信號(hào)的誤碼率和星座圖………………………………………………13 QPSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)及其原理………………………………………………14 QPSK調(diào)制和解調(diào)方式……………………………………………………15 QPSK信號(hào)的性能……………………………………………………………20 QPSK信號(hào)和PSK信號(hào)的功率譜比較………………………………………20 QPSK誤碼率和星座圖……………………………………………………24 OQPSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)及其原理……………………………………………245 PSK、QPSK、OQPSK三種調(diào)制解調(diào)方式的比較…………………………26………………………………………………26……………………………………………266 總結(jié)及心得體會(huì)…………………………………………………………28謝辭 …………………………………………………………………………29參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………3029 / 33引言在這樣一個(gè)信息化的社會(huì),通信是很重要的,尤其是移動(dòng)通信在現(xiàn)代化進(jìn)程中起到的巨大作用是不容質(zhì)疑的。移動(dòng)通信的發(fā)展走過了一段很漫長的路程。比較優(yōu)秀而且得到廣大技術(shù)人員認(rèn)可的有MATLAB。通過對(duì)通信過程的仿真,我們就可以在低成本的條件下檢測(cè)某一個(gè)方案是否能夠?qū)崿F(xiàn),是否有更好的方案可以代替原來的方案,這樣對(duì)通信的研究就站在了一個(gè)更高的起點(diǎn),使通信技術(shù)的發(fā)展日新月異,近十年來手機(jī)的普及率的迅速提高就從側(cè)面反映移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展。本文就是通過使用MATLAB軟件來仿真研究數(shù)字通信中常用的幾種調(diào)相方式:2PSK、QPSK、OQPSK等,分析各種調(diào)相信號(hào)的產(chǎn)生原理以及抗干擾性能。因而急需一種科學(xué)的手段來反映和預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的性能, 這導(dǎo)致了仿真技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生。通過仿真軟件來模擬和估算通信系統(tǒng)的性能,通過模擬和仿真來調(diào)整一些通信系統(tǒng)的參數(shù)以期達(dá)到最佳的使用效果具有非常重大的意義。經(jīng)過幾年的校際流傳,在Little的推動(dòng)下,由Little、Moler、Steve Bangert合作,于1984年成立了MathWorks公司,并把MATLAB正式推向市場,從這時(shí)起,MATLAB的內(nèi)核采用C語言編寫,而且除了原有的數(shù)值計(jì)算功能外,還新增加了數(shù)據(jù)視圖功能。在我國,傳統(tǒng)的仿真技術(shù)基于C語言等計(jì)算機(jī)專業(yè)編程工具,編程的工作量極大,仿真程序的可讀性、可重用性、可靠性都很難適應(yīng)復(fù)雜的仿真,尤其是很難適應(yīng)大型復(fù)雜通信系統(tǒng)仿真的需要。在移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)領(lǐng)域,數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)作為數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中空中接口的重要組成部分,它具有抗干擾能力強(qiáng)、易于加密、話音間隙噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)的模擬調(diào)制方式,這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低,信