【正文】 生畢業(yè)設計（論文） 30 圖 45 實際誤碼率 變 化 曲線 圖 8PSK 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)仿真 TDSCDMA 通信系統(tǒng)針對于 2Mbit/s 業(yè)務的 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)的仿真采用的是八進制相移鍵控 8PSK，對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)來說 8PSK 調(diào)制解調(diào)方案同樣是十分重要的，所以接下來將對 8PSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)進行仿真。 如 圖 41 給出了 TDSCDMA 系統(tǒng)的 標準 數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)仿真原理圖 即QPSK 調(diào)制解調(diào)仿真原理圖 。 TDSCDMA系統(tǒng)的標準數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)采用的是 QPSK，所以本章 重點介紹了 四進制相移鍵控 QPSK， 其中包括 QPSK的特點與優(yōu)勢，以及其調(diào)制與解調(diào)的基本原理方法和使用的編碼方式。 圖 38 3 位信息比特到 8PSK 符號的映射關系圖 系統(tǒng)根據(jù)映射后的相位，計算出 I， Q兩路的數(shù)值，經(jīng)過成形濾波，送人信道傳輸。這就是說， 8PSK第 3章 數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào) 23 信號碼元可以看作是兩個特定的 8ASK 信號碼元之和。 調(diào)制與解調(diào) 基本原理 在 2PSK 信號的表示式中一個碼元的載波初始相位 ? 可以等于 0 或π。如果是其一半的狀態(tài)，即 4 種，則為 QPSK，如果是其 2 倍的狀態(tài)，則為 16PSK。相干解調(diào)后的兩路并行碼元 I(t) 和 Q(t) ， 然后通過低通濾波器，再進行抽樣判決，最終 經(jīng)過并 /串變換后，成為串行數(shù)據(jù)輸出 [11]。這時輸入基帶信號經(jīng)過串 /并變換后用于控制一個相位選擇電路，按照當時的輸入雙比特I(t)Q(t)，決定選擇哪個相位的載波輸出。圖中矢量 I(1)代表 I(t)路的信號碼元二進制“ 1” ,I(0)代表 I(t)路信號碼元二進制“ 0”；類似地， Q(1)代表 Q(t)路信號碼元二進制“ 1”， Q(0)代表 Q(t)路信號碼元二進制“ 0”。 圖 33 第一種 QPSK 信號產(chǎn)生方法 圖中產(chǎn)生的基帶信號是二進制不歸零雙極性碼元，它被“串 /并變換”電路變成兩路碼元 I(t)和 Q(t)。若每個碼元中的載波周期不是整數(shù)，則即使初始相位相同，波形和瞬時相位也可能不連續(xù)，如圖 32(b)所示 。作為比較，在表32 中還給出了二進碼作為比較。若要 產(chǎn)生 4 位的格雷碼，則可以在 3 位格雷碼的基礎上，仿照上述方法，將序號為 0~7 的格雷碼按相反次序?qū)懗鲂蛱枮?8~15 的碼組，并在序號為 0~7 的格雷碼組前加一個“ 0”，在序號為 8~15 的碼組前加一個“ 1”。 在表31 中只給出了 2 位格雷碼的編程規(guī)則。由于因相位誤差造成錯判至相鄰相位上的概率最大，故這樣編碼可使總誤碼率降低。 1 1 270176。 ab 有 4 種排列，即 00、 0 11。因此，其帶寬和 4ASK信號的帶寬相同。將其推廣到四進制時， ? 可以取多個可能值。由于絕對相移方式存在相位模糊問題，所以在實際中主要采用相對移相方式QDPSK。 TDSCDMA 標準數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)采用 QPSK，對于 2Mbit/s 的業(yè)務，將使用 8PSK 調(diào)制方式，本章將著重介紹 QPSK 的相關知識。 對于調(diào)制解調(diào)研究，需要關心的另一個問題就是可實現(xiàn)性。 高的頻譜利用率要求已調(diào)信號所占的帶寬窄。 按照解調(diào)器輸入信號（該信號稱為調(diào)制信號）的形式，調(diào)制可分為模擬調(diào)制 （ 或連續(xù)信號 ） 和數(shù)字調(diào)制。 圖 21 TDSCDMA 調(diào)制過程 本章小結(jié) 本章 主要講述的是 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)包括哪幾個部分，其中第一部分是 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)，第二部分是擴頻調(diào)制與解調(diào)，第三部是射頻調(diào)制與解調(diào)，其中 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)為本次設計的重點部分，而 TDSCDMA通信系統(tǒng)的 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)又分為 QPSK 和 8PSK 兩種，分別針對不同的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。擾碼的長度 16， 該序列的元素取值于復數(shù)集 {1， j， 1， j}（ j 為虛數(shù)單位）。擴頻碼的作用是用來區(qū)分同一時隙中的不同用戶。擴頻調(diào)制主要分為擴頻和加擾兩步。對于 2Mb/s 的業(yè)務，將使用 8PSK 調(diào)制方式。 同理， ??2??， i和 ??2??+2， 4i之間的相關運算可表示為： .??2??， i， ??2??+2， 4i/= 4 ?(??2??， i， ??2??， i)= 2??+2 可見， ??2??， i和 ??2??+2， 4i也是相關的。 例如，對 ?? ??，有： (??， ??)= ??(1)??(1)+??(2)??(2)+??(1)??(3)+??(2)??(4)= 1 ?1+1 ?(?1)+1 ?1 = 0 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 10 可見， ?? ??。 OVFS 碼一般采用樹形結(jié)構(gòu)來描述。 正交可變擴頻因子 碼 (OVSF 碼 ) 在 TDSCDMA 中，擴頻碼為 OVSF 碼，采用短的復擾碼對數(shù)據(jù)符號進行加擾處理，擾碼序列的長度固定為 16。而偽隨機碼則具有尖銳的自相關系數(shù)，但其互相關性能不理想。但在實際系統(tǒng)中，完全正交的特性是比較難實現(xiàn)的，所以希望碼字的互相關性越低越好。 作為 CDMA 來說，用戶工作在同一個中心頻率上，所有的用戶信息被第 2章 TDSCDMA系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)基本原理 9 疊加在空中接口上進行發(fā)射并通過碼字來區(qū)分。假設擴頻碼 C 有16 位 (Chip)， 1kb/s 的基帶數(shù)據(jù)被擴頻成 16KChip/s,則擴頻 16 倍，帶寬也就寬了 16 倍。 CDMA 通信系統(tǒng)中的各用戶同時工作于同一載波，占用相同的帶寬，各用戶之間必然相互干擾。通常的擴頻設備可將用戶信息的帶寬擴展到數(shù)十至上千倍，以盡可能地提高處理增益。 通信系統(tǒng)要正常工作，必須保證在輸出端有一定的信噪比，并且還需要扣除系統(tǒng)內(nèi)部的損耗。 理論分析表明，各種擴頻系統(tǒng)的抗干擾性能與信息頻譜擴展比例有關。擴頻函數(shù)或擴頻碼序列僅僅起到 擴展頻譜的作用，與被傳信息無關。 第 2章 TDSCDMA系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)基本原理 7 第 2 章 TDSCDMA 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)基本原理 本章將重點闡述 TDSCDMA 通信 系統(tǒng)的基本原理，討論 TDSCDMA的調(diào)制解調(diào)技術，為之后的仿真 程序編寫 打下理論基礎。本次設計的研究內(nèi)容和 論文的結(jié)構(gòu)安排如下 ： 研究內(nèi)容： (1)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng) 的調(diào)制解調(diào) 基本原理進行 詳細了解 ； (2)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)調(diào)制技術進行詳細了解； (3)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的擴頻調(diào)制技術進行詳細了解； (4)在 MATLAB 軟件中 建立 QPSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真 模型 ； (5)在 MATLAB 軟件中建立 8PSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真模型； (6)在 MATLAB 軟件中建立帶有 QPSK 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)和 OVSF 擴頻調(diào)制與解調(diào)的 TDSCDMA 系統(tǒng)仿真模型； (7)對于最后得出的仿真 結(jié)果 進行詳細分析并進行改進； 論文的結(jié)構(gòu)安排如下： 第 2 章 本章從總體上介紹了 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)部分的基本內(nèi)容，其中 包括 擴頻通信系統(tǒng)的基本原理和 TDSCDMA 系統(tǒng) 擴頻調(diào)制使用的正交可變擴頻因子碼 (OVSF 碼 ）， 然后從整體上描述了 TDSCDMA燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 系統(tǒng)的調(diào)制過程。 2021 年 1 月 7 日，中國政府正式向中國移動頒發(fā)了 TDSCDMA 業(yè)務的經(jīng)營許可，中國移動也已 經(jīng)開始在中國的 28 個直轄市、省會城市和計劃單列市進行 TDSCDMA 的二期網(wǎng)絡建設，預計于 2021 年 6 月建成并投入商業(yè)化運營。 2021 年 1 月，中國移動在中國北京、上海、天津、沈陽、廣州、深圳、廈門、 秦皇島 市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)；中國電信集團股份有限公司在中國保定市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)；原 中國網(wǎng)絡通信集團公司 （現(xiàn)中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團股份有限公司）在中國青島市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)。 2021 年，羅馬尼亞建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)。 經(jīng)過一年多的時間，經(jīng)歷了幾十次工作組會議幾百篇提交文稿的討論，在 2021 年 3 月 棕櫚泉 的 RAN 全會上，隨著包含 TDSCDMA 標準在內(nèi)的3GPPR4 版本規(guī)范的正式發(fā)布， TDSCDMA 在 3GPP 中的融合工作達到了第一個目標。 ITU 綜合了各 評估組的評估結(jié)果。 TDLTE 的技術特點主要有 [3]： 第 1章 緒論 3 (1)靈活支持 ,3,5,10,15,20MHz 帶寬 ； (2)下行使用 OFDMA（ 正交頻分多址 ），最高速率達到 100Mbits/s,滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅? (3)上行使用 OFDM 衍生技術 SCFDMA（單載波頻分復用），在保證系統(tǒng)性能的同時能有效降低峰均比 (PAPR)，減小終端發(fā)射功率，延長使用時間 ， 上行最大速率達到 50Mbits/s； (4)充分利用信道對稱性等 TDD 的特性，在簡化系統(tǒng)設計的同時提高系統(tǒng)性能； (5)系統(tǒng)的高層總體上與 FDD 系統(tǒng)保持一致； (6)將智能天線與 MIMO 技術相結(jié)合，提高系統(tǒng)在不同應用場景的性能； (7)應用 智能天線技術 降低小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的服務質(zhì)量； (8)進行時間 /空間 /頻率三維的快速無線資源調(diào)度，保證系統(tǒng)吞吐量和服務質(zhì)量。 TDSCDMA 具有廣闊的發(fā)展和應用前景，市場優(yōu)勢將隨著 TDSCDMA的商用而逐漸明朗。干擾可控、支持異頻疊加覆蓋、碼資源規(guī)劃靈活等特點使網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)設計可以簡單實施，為運營商節(jié)省大量的技術培訓費用和人力資本費用。 (5)成本優(yōu)勢： TDSCDMA 的成本優(yōu)勢來源于技術優(yōu)勢、頻率優(yōu)勢、組網(wǎng)優(yōu)勢和業(yè)務優(yōu)勢， TDSCDMA 的系統(tǒng)設備成本、組網(wǎng)成本、建設成本具有明顯優(yōu)勢。 TDSCDMA 擁有全球一致的頻率劃分，為 TDSCMDA 在全球的推廣和漫游創(chuàng)造了得天獨厚的有利條件。對于WCDMA 和 CDMA2021 兩種制式的 3G 標準 ， 由于其上下行數(shù)據(jù)是在已經(jīng)分配好的兩個不同的頻段上傳輸，因此不能動態(tài)地根據(jù)上下行的數(shù)據(jù)傳輸量調(diào)整資源的分配，因此達不到資源的充分利用，頻譜效率比 較低。 TDSCDMA 的優(yōu)勢突出表現(xiàn)在系統(tǒng)抗干擾和系統(tǒng)容量之間得到了很好的均衡、對混合業(yè)務的高效支持、系統(tǒng)自身有良好的持續(xù)發(fā)展和技術演進性。 附錄 4 ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。s IPbased international widely accepted and recognized wireless munication internationalcriteria. This is an important milestone in the history of China39。 本文介紹了 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)基本原理，在此基礎上先根據(jù) QPSK 調(diào)制方式和 8PSK 調(diào)制方式 在 MATLAB 仿真環(huán)境下 構(gòu)建了TDSCDMA 通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)仿真模型， 同時對其工作原理、構(gòu)建方法和誤碼性能進行了分析。這是我國 電信 史上重要的里程碑。 關鍵詞 TDSCDMA；調(diào)制與解調(diào)； QPSK； 8PSK；誤碼率 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） II Abstract TDSCDMA as the third generation mobile munication standard proposed by China, since 1998, submitted to the ITU, has experienced more than a decade, the pletion of the expert group assessment of the standard, the ITU recognized and released, and 3GPP (Third Generation Partnership Project)system integration, technical characteristics of the introduction of a series of international standardization work, so that the TDSCDMA standard as first proposed by China, China39。 附錄 3 ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。 TDSCDMA 技術和美國主導的 CDMA2021 及