【正文】 ........................................ 7 擴(kuò)頻通信系統(tǒng) ....................................................................................... 7 擴(kuò)頻通信基本概念 ........................................................................ 7 碼分多址基本原理 ........................................................................ 8 正交可變擴(kuò)頻因子碼 (OVSF 碼 ).......................................................... 9 TDSCDMA 調(diào)制解調(diào)技術(shù) ................................................................ 10 本章小結(jié) ............................................................................................. 12 第 3 章 數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào) .............................................................................. 13 四進(jìn)制相移鍵控 QPSK ...................................................................... 13 基本原理 ...................................................................................... 14 QPSK 調(diào)制 ...................................................................................... 18 QPSK 解調(diào) ...................................................................................... 20 八進(jìn)制相移鍵控 8PSK ....................................................................... 22 調(diào)制與解調(diào)基本原理 .................................................................. 22 本章小結(jié) ............................................................................................. 24 第 4 章 TDSCDMA 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)仿真 ................................................ 25 QPSK 調(diào)制與解調(diào)的仿真 ................................................................... 25 8PSK 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)仿真 ............................................................ 30 TDSCDMA 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)仿真 ................................................ 34 本章小結(jié) ............................................................................................. 40 結(jié)論 .................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 43 致謝 .................................................................................................................... 44 IV 附錄 1 ....................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。擁有全球一致的頻率劃分是 3G 技術(shù)的一個(gè)基本初哀 ， 而一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的影響范圍必然與頻率 的劃定息息相關(guān)，由于各個(gè)國家，各個(gè)團(tuán)體的利益博弈，采用燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 FDD（ 頻分雙工 ） 模式的 WCDMA 及 CDMA2021 在頻譜的實(shí)際劃分上難免出現(xiàn)分歧，而 TDSCDMA 在這方面則具有天然的優(yōu)勢(shì)。 屆時(shí)， TD 技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善將會(huì)對(duì)通信市場(chǎng)帶來很大的影響和市場(chǎng)占有率 [4]。 2021 年 4 月 1 日，中國移動(dòng)在中國北京、上海、天津、沈陽、青島、廣州、深圳、廈門、秦皇島 和保定等 10 個(gè)城市啟動(dòng) TDSCDMA 社會(huì)化業(yè)第 1章 緒論 5 務(wù)測(cè)試和試商用。脈沖信號(hào)寬度與頻譜帶寬近似成反比，脈沖寬度越窄，則其頻譜就越寬。為了降低干擾，CDMA 必須通過擴(kuò)頻調(diào)制來完成，而擴(kuò)頻調(diào)制并不意味著就是 CDMA，這一點(diǎn)必須記住。一般，人們同時(shí)采用兩種碼來解決這個(gè)矛盾。 ??2??， i和 ??2??， 2j(i ≠ j,且 i,j =0,1,… , 2?? ?1)之間不存在直通路徑，這兩個(gè)碼字之間的相關(guān)運(yùn)算可表示為： .??2??， i， ??2??， 2j/ = .??2??， i， ??2??， j/+.??2??， i， ??2??， j/= 0 可見， ??2??， i和 ??2??， j是正交的。復(fù)值序列 v 由長度為 16 的二進(jìn)制實(shí)數(shù)擾碼序列 v = (??1， ??2， …， ??16)生成，擾碼 v 的元燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 素是虛實(shí)交替的，即： ????‘ = （ j） ?? ?????， ?????{1， ? 1}， i = 1~16 (23) TDSCDMA 系統(tǒng)共定義了 128 個(gè)這樣的實(shí)數(shù)序列。如采用恒定包絡(luò)調(diào)制，則可采用限頻器、低成本的非線性高效功率放大器件。 下面對(duì) QPSK的基本原理作進(jìn)一步分析。在表 32 中給出了多位格雷碼的編碼方法。變成并行碼元 I(t)和 Q(t)后，其每個(gè)碼元的持續(xù)時(shí)間是輸入碼元的 2 倍如圖 34 所示 [8]。因?yàn)?8PSK擁有 8 種狀態(tài)，所以 8PSK 每個(gè)符號(hào)可以編碼 3 個(gè)比特。 最后本章介紹 的 8PSK同樣屬于 TDSCDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)的方式之一，其原理以及調(diào)制與解調(diào)在一定范圍上與 QPSK相似，所以本章 未作重點(diǎn) 介紹 。 從圖 45 和圖 49 可以分析出，在相同的信噪比情況下， 8PSK 的誤碼率相比 4PSK 高， 8PSK 抗鏈路惡化的能力（抗噪能力）不如 QPSK 好 ， 但是在相同條件下， 8PSK 攜帶信息量比 4PSK 多，也就是說 8PSK 提供了更高的數(shù)據(jù)吞吐容量。在接收端，首先經(jīng)過匹配濾波 器 濾除帶外噪聲和干擾，然后經(jīng)過抽樣相位判決，相位解碼，并串變換，恢復(fù)出原始的數(shù)據(jù)流。 第 3章 數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào) 21 圖 37 QPSK 信號(hào)解調(diào)原理方框圖 發(fā)射機(jī)發(fā)射的已調(diào)信號(hào)經(jīng)過傳輸媒質(zhì)傳播到接收端，接收機(jī)接收到的已調(diào)信號(hào)為： ??????????(??) = ??(??)???????????? + ??(??)???????????? (34) I(t)、 Q(t)分別為同相和正交支路， ωc為 載波頻率，同相支路相乘可得： ????(??) = ??????????(??) ???????????? = ,??(??)???????????? +??(??)???????????? ???????????? = ??(??)??????2?????? + ??(??)???????????? 2 = ??(??）2 ? ??(??)??????2??????2 + ??(??)??????2?????? 2 (35) 正交支路相乘可 ????(??) = ??????????(??) ???????????? = ,??(??)???????????? +??(??)???????????? ???????????? = ??(??)???????????? ???????????? +??(??)??????2?????? = ??(??)??????2?????? 2 + ??(??）2 ? ??(??)??????2??????2 (36) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 經(jīng)過低通濾波器可得： ????(??) = ??(??)2 ， ????(??) = ??(??)2 (37) 八進(jìn)制相移鍵控 8PSK 8PSK 是英文 8 Phase Shift Keying 的縮略語簡稱 ， 是一種相位調(diào)制算法。 或者波形連續(xù)而相位不連續(xù)，如圖 32(c)所示。表 31 和圖 31 中 QPSK 信號(hào)和格雷碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系不是唯一的，圖中的參考相位的位置也不是必須在橫軸位置上。所以，一個(gè) QPSK 信號(hào)碼元可以表示為 ????(t) = Acos. kt ?? ?0 / k = 1,2,3,4 (31) 式中： A 為常數(shù)； k? 為一組間隔均勻的受調(diào)制相位，其值決定于基帶碼元的取值。它 意味著 已調(diào)信號(hào)頻譜的主瓣要窄，同時(shí)副瓣的幅度要低（即輻射到相鄰頻道的功率要?。?。為了降低多碼傳輸 時(shí)的峰均值比，對(duì)于每一個(gè)信道化碼，都有一個(gè)相關(guān)的相位系數(shù) ??????(??),即信道化特征乘法算子，也叫加權(quán)因子。 再對(duì) ?? ??，有： (??,??)= 1 ?1 +(?1)?(?1)+1 ?1 +(?1)?(?1)= 4 可見， ?? ??。所以良好的自相關(guān)性和較低的互相關(guān)性，是對(duì)碼字的基本要求。 擴(kuò)頻通信通過擴(kuò)展帶寬 對(duì)干擾 進(jìn)行抑制，并帶來一系列的優(yōu)點(diǎn)： (1)抗干擾能力強(qiáng)； (2)保密性好； (3)抗多徑干擾； (4)可實(shí)現(xiàn)碼分多址； (5)能精確地定時(shí)和測(cè)距。 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)部分大致可以分為 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)、擴(kuò)頻調(diào)制與解調(diào)和射頻調(diào)制與解調(diào) [8]，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)。 2021 年，韓國最大的移動(dòng)通信運(yùn)營商 SK 電訊在韓國首都首爾建成了TDSCDMA 試驗(yàn)網(wǎng)。 正是由于 TDSCDMA具有技術(shù)、頻率、組網(wǎng)、業(yè)務(wù)、成本、質(zhì)量和市場(chǎng)等方面突出的優(yōu)勢(shì)，因此，中國 3G標(biāo)準(zhǔn) TDSCDMA表現(xiàn)出誘人的市場(chǎng)前景。而對(duì)于TDSCDMA，由于上下行的分配是通過時(shí)隙調(diào)度來實(shí)現(xiàn)的，所以可以根據(jù)業(yè)務(wù)的具體情況，動(dòng)態(tài)地分配資源，獲得較高的頻譜利用率。接著根據(jù) QPSK 調(diào)制方式和 OVSF 擴(kuò)頻碼對(duì)一個(gè)簡單的 TDSCDMA 系統(tǒng)建立了仿真模型， 同樣對(duì)其工作原理、構(gòu)建方法和誤碼性能進(jìn)行了分析。是我國電信史上重要的里程碑 [1]。頻率利用率比較高，可以節(jié)省大量的頻率使用費(fèi)用。 CWTS（ 中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組 ） 作為代表中國的區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)化組織，從 1999 年 5 月加入 3GPP 以后，經(jīng)過 4 個(gè)月的充分準(zhǔn)備，并與 3GPPPCG（ 項(xiàng)目協(xié)調(diào)組 ） 、 TSG（ 技術(shù)規(guī)范組 ） 進(jìn)行了大量協(xié)調(diào)工作后，在同年 9 月向燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 3GPP 建議將 TDSCDMA 納入 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的工作