【正文】 圖54 QPSK串并變換及I(t)、Q(t)波形圖從圖53及圖54看出，將二進(jìn)制序列進(jìn)行串并變換，其實質(zhì)是完成二進(jìn)制與四進(jìn)制符號的變換，稱并行支路所對應(yīng)的每一對比特及為雙比特碼元，其符號間隔為四進(jìn)制符號間隔（），每一組雙比特碼元與四進(jìn)制符號之一相對應(yīng)，而每個四進(jìn)制符號()又與QPSK信號的載波相位相對應(yīng)，稱QPSK的載波相位與它所攜帶的雙比特碼元之間的關(guān)系。若，則為、此初始相位為的矢量圖示于圖52（b）。相移鍵控有很多方式，如PSK、DPSK、QPSK、OQPSK、pi/4DPSK等。數(shù)字調(diào)制方式有三種：幅度鍵控、頻移鍵控和相移鍵控。在傳輸脈沖時，傳輸系統(tǒng)會產(chǎn)生噪聲，如果其幅度為反極性并超過脈沖的幅度，則產(chǎn)生誤碼。在實際通信中，不少信道都不能直接傳送基帶信號，必須用基帶信號對載波波形的某些參量進(jìn)行控制，即對基帶信號進(jìn)行調(diào)制。綜上所述，點對點的數(shù)字通信模型一般可用圖51表示。第三，由于數(shù)字通信傳輸?shù)氖且粋€接一個按一定節(jié)拍傳送的數(shù)字信號，因而接收端必須有一個與發(fā)送相同的節(jié)拍，否則，就會因收發(fā)步調(diào)不一致而造成混亂。數(shù)字通信中存在以下突出問題：第一，數(shù)字信號傳輸時，信道噪聲或干擾所造成的差錯，原則上是可以控制的。如：圖43 升余弦滾降頻譜及升余弦滾降波形圖43中，紅色線條是時的頻譜和波形，綠色是時的頻譜和波形，藍(lán)色是時的頻譜和波形。升余弦濾波器的沖擊響應(yīng)表示式為： 式(42)設(shè)是標(biāo)稱值。如果白噪聲取值的概率分布服從高斯分布，則稱這樣的噪聲為高斯白噪聲。加性高斯白噪聲AWGN(Additive White Gaussian Noise) 是最基本的噪聲與干擾模型。基帶信道適合于傳送脈沖波形。若此數(shù)字調(diào)制器是將數(shù)字序列映射為適合于基帶信道傳輸?shù)南鄳?yīng)的脈沖波形，則稱此數(shù)字調(diào)制器為數(shù)字脈沖調(diào)制器，也成此數(shù)字脈沖調(diào)制為基帶調(diào)制。圖41 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)的組成框圖如圖41所示。圖31給出的是通信系統(tǒng)的一般模型，下面將簡介數(shù)字基帶通信系統(tǒng)和數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)。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)、翻譯、解碼等。發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源和信道匹配起來，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?。圖31中，信源(信息源，也稱發(fā)送端)的作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始信號，如電話系統(tǒng)中電話可看成是信源。而傳遞消息的方式可以有很多種，根據(jù)其發(fā)展的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。在信息支撐技術(shù)、市場競爭和需求的共同作用下，移動通信技術(shù)的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)，呈現(xiàn)出以下幾大趨勢：(1)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化；(2)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶化；(3)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化；(4)更高的頻段；(5)更有效利用頻率；(6)各種網(wǎng)絡(luò)趨于融合。五、無線頻譜的處理已從窄帶模擬向窄帶CDMA發(fā)展。在上述現(xiàn)代移動通信關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了陸地蜂窩移動通信、衛(wèi)星通信以及無線因特網(wǎng)通信技術(shù)，這些通信方式使通信面貌發(fā)生了巨大的變化，采用數(shù)字技術(shù)的現(xiàn)代無線通信已經(jīng)滲入國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域和人們的日常生活，為此，我們需要關(guān)心它的發(fā)展趨勢，希望它朝著越來越方便人們的生活的方向發(fā)展，現(xiàn)在就讓我們來看看現(xiàn)代移動通信的未來發(fā)展趨勢吧。UWB也稱為脈沖無線電，調(diào)制采用脈沖寬度在納秒級的快速上升和下降脈沖，脈沖覆蓋的頻譜從直流至吉赫茲，不需常規(guī)窄帶調(diào)制所需的射頻上變換，脈沖成型后可直接送至天線發(fā)射。MIMO技術(shù)主要包括空間復(fù)用和空間分集技術(shù)，在獨立信道上并發(fā)或連發(fā)相同信息來提高傳輸可靠性。就我所知現(xiàn)代的移動通信技術(shù)有以下幾方面的重要技術(shù)：無線高速數(shù)據(jù)傳輸不能一味僅靠頻譜的擴(kuò)展，應(yīng)在頻譜效率上至少高于目前一個數(shù)量級，可在物理層采用三項技術(shù)，即OFDM、UWB和空時調(diào)制編碼。在當(dāng)今高度信息化的社會，信息和通信已成為現(xiàn)代社會的“命脈”。它支持包括邏輯（logic）、數(shù)值（numeric）、文本（text）、函數(shù)柄（function handle）和異質(zhì)數(shù)據(jù)容器（heterogeneous container）在內(nèi)的15種數(shù)據(jù)類型，每一種類型都定義為矩陣或陣列的形式（0維至任意高維）。作為Simulink和其它所有Math Works產(chǎn)品的基礎(chǔ)，MATLAB可以通過附加的工具箱（Toolbox）進(jìn)行功能擴(kuò)展，每一個工具箱就是實現(xiàn)特定功能的函數(shù)的集合。MATLAB的一個重要特色就是具有一套程序擴(kuò)展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱的特殊應(yīng)用子程序。目前，MATLAB已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、控制系統(tǒng)設(shè)計、LMI控制、魯棒控制、模型預(yù)測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計、實時快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。同時對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等，MATLAB也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。 MATLAB自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C++ 。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究及工程計算各個領(lǐng)域的重要原因。 MATLAB一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。 盡管MATLAB主要用于數(shù)值運算，但利用為數(shù)眾多的附加工具箱（Toolbox）它也適合不同領(lǐng)域的應(yīng)用，例如控制系統(tǒng)設(shè)計與分析、圖像處理、信號處理與通訊、金融建模和分析等。通過使用MATLAB軟件利用M程序得到比較符合實際情況的高斯噪聲下QPSK傳輸?shù)恼`碼率曲線，QPSK和OQPSK信號經(jīng)過帶通后的波形和功率譜圖，理論分析其傳輸性能。同時還要復(fù)習(xí)隨機(jī)信號中時域用自相關(guān)函數(shù)，頻域用功率譜密度來描述平穩(wěn)隨機(jī)過程的特性等基礎(chǔ)知識，來理解高斯信道中噪聲的表示方法，以便在編程中使用。目前，MATLAB已廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究工程計算，仿真，自動控制等領(lǐng)域，是目前工程上流行最廣泛的科學(xué)語言。這樣做的話，需要浪費大量時間。因數(shù)字信號對載波參數(shù)的調(diào)制通常采用數(shù)字信號的離散值對載波進(jìn)行鍵控，故這三種數(shù)字調(diào)制方式被稱為幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。隨著通信事業(yè)的發(fā)展，特別是各種寬帶傳輸技術(shù)(例如光纖傳輸、數(shù)字微波等)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDH)的實用化，全數(shù)字化的通信方式必將逐步取代模擬通信方式而得到蓬勃發(fā)展。一個使數(shù)據(jù)速率增長得以實現(xiàn)的重要技術(shù)突破就是研究數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)。80年代以來，通信和信號處理系統(tǒng)越來越復(fù)雜，各種新技術(shù)的發(fā)展對通信系統(tǒng)的實現(xiàn)起著重大的影響。信號調(diào)制的目的是為了更好的適應(yīng)信號傳輸通道的頻率特性，傳輸信號經(jīng)過調(diào)制處理也能克服基帶傳輸同頻帶過寬的缺點，提高線路的利用率，一舉兩得。通信已深入到社會各個領(lǐng)域，對人類的生活和社會的發(fā)展更加具有特殊重要的意義，對于遠(yuǎn)程通信來說，數(shù)字頻帶傳輸技術(shù)的發(fā)展尤為重要。通過對通信過程的仿真，我們就可以在低成本的條件下檢測某一個方案是否能夠?qū)崿F(xiàn)，是否有更好的方案可以代替原來的方案，這樣對通信的研究就站在了一個更高的起點，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)面反映移動通信技術(shù)的發(fā)展。比較優(yōu)秀而且得到廣大技術(shù)人員認(rèn)可的有MTALAB。移動通信的發(fā)展走過了一段很漫長的路程。關(guān)鍵詞 仿真 MATLAB QPSK OQPSKTitle Based on the MATLAB Simulation of the Digital Band Communication System AbstractThis paper studies the performance of the digital band transmission. Focus on the basic structure of the transmit filter, the modulator, channel, demodulator, receiver filters and other parts of the simulation. On the basic principle of the digital band Communication to analysis performance of the transmission system.The first aspect of the use of MATLAB M language to plete QPSK simulation, Obtained in the additive white Gaussian noise channel, the transmission bit error rate, to draw the curve. Compared to the bit error rate with the theoretical value, analyze the transmission performance.The second aspect is the simulation waveform of QPSK and OQPSK signals after the bandpass. Contrast the two signals the power spectral density figure, the theoretical analysis the transmission properties. Power spectral density map parison of the two signals, the theory to analyze the transmission performance.Keywords Simulation MATLAB QPSK OQPSK目錄 1 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的簡介 1 本論文的選題意義 2 4 MATLAB的主要功能 4 MATLAB的優(yōu)勢 4 MATLAB工具箱 6 MATLAB語言 7 8 11 11 12 12 15 15 四相移相鍵控（QPSK） 16 QPSK信號的產(chǎn)生 16 QPSK信號的平均功率譜密度 18 QPSK信號的接收及其平均誤比特率 19 程序仿真 22 偏移四相移相鍵控（OQPSK） 23 OQPSK調(diào)制 24 OQPSK信號的最佳接收及誤比特率 26 程序仿真 27 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30附錄 31在現(xiàn)代信息化的社會里，通信是很重要的，尤其是移動通信，它在現(xiàn)代化進(jìn)程中起到的巨大作用是不容質(zhì)疑的。在分析數(shù)字頻帶傳輸基本原理的基礎(chǔ)上，從兩方面理論分析其傳輸系統(tǒng)的基本性能。申請學(xué)位論文與資料若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。畢業(yè)設(shè)計答辯，學(xué)生修改畢業(yè)設(shè)計論文，準(zhǔn)備答辯。第3周 根據(jù)查詢的資料確定總體設(shè)計思路，完成開題報告并上交。 本論文要求在分析數(shù)字頻帶傳輸基本原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計信道帶寬受限且具有高斯白噪聲的最佳數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)，理論分析其性能，并用程序仿真驗證分析結(jié)果。數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)是把數(shù)字基帶信號經(jīng)過調(diào)制后送往信道傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。要求寫明本設(shè)計（論文）所涉及的分析方法或技術(shù)手段（如定性、定量分析的方法）；要求有獨立的見解，設(shè)計內(nèi)容要詳細(xì)寫明具體步驟和技術(shù)指標(biāo)]。所以研究數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)并用軟件仿真，具有現(xiàn)實意義。主要參考文獻(xiàn)（參考文獻(xiàn)不少于4篇，參考文獻(xiàn)目錄按GB/T7714—2005的要求填寫）：[1] 樊昌信，詹道庸，徐炳祥，吳成柯．通信原理[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1980：171~260[2] 薛鵬騫．電子與通信電路計算機(jī)仿真[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，2003：113~144[3] 鄧華．MATLAB通信仿真及應(yīng)用實例詳解[M]．北京：人民郵電出版社，2003：99~115[4] 張謙．通信系統(tǒng)中MATLAB基礎(chǔ)與仿真應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010：85~109畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度計劃（從正式啟動時間開始，以周為單位填寫）：第1周第2周 課題調(diào)研、查資料、撰寫開題報告。第9周第15周 資料整理，撰寫畢業(yè)論文；上交畢業(yè)設(shè)計論文，指導(dǎo)教師審查評閱設(shè)計報告，業(yè)設(shè)計答辯資格審查。北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），題目《基于MATLAB的數(shù)字頻帶通信系統(tǒng)仿真》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京郵電大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。圍繞基本結(jié)構(gòu)發(fā)送濾波器、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、接收濾波器等部分進(jìn)行仿真。對比兩個信號的功率譜密度圖，理論分析其傳輸性能。馬可尼（1987）所完成的無線通信實驗之日就產(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。MATLAB等優(yōu)秀軟件使仿真技術(shù)得到很好的應(yīng)用。當(dāng)今世界已進(jìn)入信息時代。頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)是一種利用調(diào)制器對傳輸信號進(jìn)行頻率交換的傳輸方式，該系統(tǒng)對基帶信號進(jìn)行調(diào)制，使其頻譜搬移到適合在信道(一般為帶通信道)上傳輸?shù)念l帶上。通信信號的調(diào)制識別成為研究熱點之一，國內(nèi)外都有相關(guān)方面的研究，并且取得很好的結(jié)果。盡管通過增加發(fā)射功率和帶寬