【正文】 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 45 實(shí)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(duì)于 2Mbit/s 業(yè)務(wù)的 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)的仿真采用的是八進(jìn)制相移鍵控 8PSK，對(duì)于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)來(lái)說(shuō) 8PSK 調(diào)制解調(diào)方案同樣是十分重要的，所以接下來(lái)將對(duì) 8PSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 如 圖 41 給出了 TDSCDMA 系統(tǒng)的 標(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)采用的是 QPSK，所以本章 重點(diǎn)介紹了 四進(jìn)制相移鍵控 QPSK， 其中包括 QPSK的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，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(hào)的映射關(guān)系圖 系統(tǒng)根據(jù)映射后的相位，計(jì)算出 I， Q兩路的數(shù)值，經(jīng)過(guò)成形濾波，送人信道傳輸。這就是說(shuō)， 8PSK第 3章 數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào) 23 信號(hào)碼元可以看作是兩個(gè)特定的 8ASK 信號(hào)碼元之和。 調(diào)制與解調(diào) 基本原理 在 2PSK 信號(hào)的表示式中一個(gè)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(guò)低通濾波器，再進(jìn)行抽樣判決，最終 經(jīng)過(guò)并 /串變換后，成為串行數(shù)據(jù)輸出 [11]。這時(shí)輸入基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)串 /并變換后用于控制一個(gè)相位選擇電路，按照當(dāng)時(shí)的輸入雙比特I(t)Q(t)，決定選擇哪個(gè)相位的載波輸出。圖中矢量 I(1)代表 I(t)路的信號(hào)碼元二進(jìn)制“ 1” ,I(0)代表 I(t)路信號(hào)碼元二進(jìn)制“ 0”；類似地， Q(1)代表 Q(t)路信號(hào)碼元二進(jìn)制“ 1”， Q(0)代表 Q(t)路信號(hào)碼元二進(jìn)制“ 0”。 圖 33 第一種 QPSK 信號(hào)產(chǎn)生方法 圖中產(chǎn)生的基帶信號(hào)是二進(jìn)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(gè)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(shí)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(jìn)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(chǔ)上，仿照上述方法，將序號(hào)為 0~7 的格雷碼按相反次序?qū)懗鲂蛱?hào)為 8~15 的碼組，并在序號(hào)為 0~7 的格雷碼組前加一個(gè)“ 0”，在序號(hào)為 8~15 的碼組前加一個(gè)“ 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(cuò)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(hào)的帶寬相同。將其推廣到四進(jìn)制時(shí)， ? 可以取多個(gè)可能值。由于絕對(duì)相移方式存在相位模糊問(wèn)題，所以在實(shí)際中主要采用相對(duì)移相方式QDPSK。 TDSCDMA 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)采用 QPSK，對(duì)于 2Mbit/s 的業(yè)務(wù)，將使用 8PSK 調(diào)制方式，本章將著重介紹 QPSK 的相關(guān)知識(shí)。 對(duì)于調(diào)制解調(diào)研究，需要關(guān)心的另一個(gè)問(wèn)題就是可實(shí)現(xiàn)性。 高的頻譜利用率要求已調(diào)信號(hào)所占的帶寬窄。 按照解調(diào)器輸入信號(hào)（該信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)）的形式，調(diào)制可分為模擬調(diào)制 （ 或連續(xù)信號(hào) ） 和數(shù)字調(diào)制。 圖 21 TDSCDMA 調(diào)制過(guò)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(gè)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(kuò)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(shè)計(jì)的重點(diǎn)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(duì)不同的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。擾碼的長(zhǎng)度 16， 該序列的元素取值于復(fù)數(shù)集 {1， j， 1， j}（ j 為虛數(shù)單位）。擴(kuò)頻碼的作用是用來(lái)區(qū)分同一時(shí)隙中的不同用戶。擴(kuò)頻調(diào)制主要分為擴(kuò)頻和加擾兩步。對(duì)于 2Mb/s 的業(yè)務(wù)，將使用 8PSK 調(diào)制方式。 同理， ??2??， i和 ??2??+2， 4i之間的相關(guān)運(yùn)算可表示為： .??2??， i， ??2??+2， 4i/= 4 ?(??2??， i， ??2??， i)= 2??+2 可見(jiàn)， ??2??， i和 ??2??+2， 4i也是相關(guān)的。 例如，對(duì) ?? ??，有： (??， ??)= ??(1)??(1)+??(2)??(2)+??(1)??(3)+??(2)??(4)= 1 ?1+1 ?(?1)+1 ?1 = 0 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 可見(jiàn)， ?? ??。 OVFS 碼一般采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)描述。 正交可變擴(kuò)頻因子 碼 (OVSF 碼 ) 在 TDSCDMA 中，擴(kuò)頻碼為 OVSF 碼，采用短的復(fù)擾碼對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行加擾處理，擾碼序列的長(zhǎng)度固定為 16。而偽隨機(jī)碼則具有尖銳的自相關(guān)系數(shù)，但其互相關(guān)性能不理想。但在實(shí)際系統(tǒng)中，完全正交的特性是比較難實(shí)現(xiàn)的，所以希望碼字的互相關(guān)性越低越好。 作為 CDMA 來(lái)說(shuō)，用戶工作在同一個(gè)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(jìn)行發(fā)射并通過(guò)碼字來(lái)區(qū)分。假設(shè)擴(kuò)頻碼 C 有16 位 (Chip)， 1kb/s 的基帶數(shù)據(jù)被擴(kuò)頻成 16KChip/s,則擴(kuò)頻 16 倍，帶寬也就寬了 16 倍。 CDMA 通信系統(tǒng)中的各用戶同時(shí)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(kuò)頻設(shè)備可將用戶信息的帶寬擴(kuò)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(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾性能與信息頻譜擴(kuò)展比例有關(guān)。擴(kuò)頻函數(shù)或擴(kuò)頻碼序列僅僅起到 擴(kuò)展頻譜的作用，與被傳信息無(wú)關(guān)。 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(diǎn)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(shù)，為之后的仿真 程序編寫(xiě) 打下理論基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容和 論文的結(jié)構(gòu)安排如下 ： 研究?jī)?nèi)容： (1)對(duì)于 TDSCDMA 通信系統(tǒng) 的調(diào)制解調(diào) 基本原理進(jìn)行 詳細(xì)了解 ； (2)對(duì)于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)了解； (3)對(duì)于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)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(kuò)頻調(diào)制與解調(diào)的 TDSCDMA 系統(tǒng)仿真模型； (7)對(duì)于最后得出的仿真 結(jié)果 進(jìn)行詳細(xì)分析并進(jìn)行改進(jìn)； 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(kuò)頻通信系統(tǒng)的基本原理和 TDSCDMA 系統(tǒng) 擴(kuò)頻調(diào)制使用的正交可變擴(kuò)頻因子碼 (OVSF 碼 ）， 然后從整體上描述了 TDSCDMA燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 系統(tǒng)的調(diào)制過(guò)程。 2021 年 1 月 7 日，中國(guó)政府正式向中國(guó)移動(dòng)頒發(fā)了 TDSCDMA 業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)許可，中國(guó)移動(dòng)也已 經(jīng)開(kāi)始在中國(guó)的 28 個(gè)直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市進(jìn)行 TDSCDMA 的二期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，預(yù)計(jì)于 2021 年 6 月建成并投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。 2021 年 1 月，中國(guó)移動(dòng)在中國(guó)北京、上海、天津、沈陽(yáng)、廣州、深圳、廈門、 秦皇島 市建成了 TDSCDMA 試驗(yàn)網(wǎng)；中國(guó)電信集團(tuán)股份有限公司在中國(guó)保定市建成了 TDSCDMA 試驗(yàn)網(wǎng)；原 中國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)公司 （現(xiàn)中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)股份有限公司）在中國(guó)青島市建成了 TDSCDMA 試驗(yàn)網(wǎng)。 2021 年，羅馬尼亞建成了 TDSCDMA 試驗(yàn)網(wǎng)。 經(jīng)過(guò)一年多的時(shí)間，經(jīng)歷了幾十次工作組會(huì)議幾百篇提交文稿的討論，在 2021 年 3 月 棕櫚泉 的 RAN 全會(huì)上，隨著包含 TDSCDMA 標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到了第一個(gè)目標(biāo)。 ITU 綜合了各 評(píng)估組的評(píng)估結(jié)果。 TDLTE 的技術(shù)特點(diǎn)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(dá)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(shù) SCFDMA（單載波頻分復(fù)用），在保證系統(tǒng)性能的同時(shí)能有效降低峰均比 (PAPR)，減小終端發(fā)射功率，延長(zhǎng)使用時(shí)間 ， 上行最大速率達(dá)到 50Mbits/s； (4)充分利用信道對(duì)稱性等 TDD 的特性，在簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)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(shù)相結(jié)合，提高系統(tǒng)在不同應(yīng)用場(chǎng)景的性能； (7)應(yīng)用 智能天線技術(shù) 降低小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量； (8)進(jìn)行時(shí)間 /空間 /頻率三維的快速無(wú)線資源調(diào)度，保證系統(tǒng)吞吐量和服務(wù)質(zhì)量。 TDSCDMA 具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)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(diǎn)使網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)單實(shí)施，為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省大量的技術(shù)培訓(xùn)費(fèi)用和人力資本費(fèi)用。 (5)成本優(yōu)勢(shì)： TDSCDMA 的成本優(yōu)勢(shì)來(lái)源于技術(shù)優(yōu)勢(shì)、頻率優(yōu)勢(shì)、組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)和業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)， TDSCDMA 的系統(tǒng)設(shè)備成本、組網(wǎng)成本、建設(shè)成本具有明顯優(yōu)勢(shì)。 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(dú)厚的有利條件。對(duì)于WCDMA 和 CDMA2021 兩種制式的 3G 標(biāo)準(zhǔn) ， 由于其上下行數(shù)據(jù)是在已經(jīng)分配好的兩個(gè)不同的頻段上傳輸，因此不能動(dòng)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(dá)不到資源的充分利用，頻譜效率比 較低。 TDSCDMA 的優(yōu)勢(shì)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(duì)混合業(yè)務(wù)的高效支持、系統(tǒng)自身有良好的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)演進(jìn)性。 附錄 4 ....................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)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(chǔ)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(shí)對(duì)其工作原理、構(gòu)建方法和誤碼性能進(jìn)行了分析。這是我國(guó) 電信 史上重要的里程碑。 關(guān)鍵詞 TDSCDMA；調(diào)制與解調(diào)； QPSK； 8PSK；誤碼率 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 TDSCDMA 技術(shù)和美國(guó)主導(dǎo)的 CDMA2021 及