【正文】 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(shuō) 8PSK 提供了更高的數(shù)據(jù)吞吐容量。 圖 46 8PSK 調(diào)制解調(diào)仿真原理圖 如圖 46 給出了 TDSCDMA 系統(tǒng)針對(duì)于 2Mbit/s 業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)仿真原理圖即 8PSK 調(diào)制解調(diào)仿真原理圖。 圖 42 給出了在 MATLAB 環(huán)境中 TDSCDMA系統(tǒng)的 標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)仿真程序流程圖即 QPSK 調(diào)制解調(diào)仿真程序流程圖。 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 。在接收端，首先經(jīng)過(guò)匹配濾波 器 濾除帶外噪聲和干擾，然后經(jīng)過(guò)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。因此，其帶寬和 8ASK信號(hào)的帶寬相同 [8]。將其推廣到八進(jìn)制時(shí)， ? 可以取多個(gè)可能值。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。 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(guò)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(guò)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(yǔ)簡(jiǎn)稱 ， 是一種相位調(diào)制算法。候選的 4 個(gè)相位 θ θ θ3和 θ4仍然可以是圖 36 中的 4 個(gè)實(shí)線矢量，也可以是按 A 方式規(guī)定的 4 個(gè)相位。這兩路信號(hào)在相加電路中相加得到輸出矢量 S(t)，每個(gè)矢量代表 2b， 如圖中實(shí)線矢量所示。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]。 或者波形連續(xù)而相位不連續(xù)，如圖 32(c)所示。 表 32 格雷碼編碼規(guī)則 序號(hào) 格雷碼 二進(jìn)碼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 1 0 0 1 0 3 0 0 1 0 0 0 1 1 4 0 1 1 0 0 1 0 0 5 0 1 1 1 0 1 0 1 6 0 1 0 1 0 1 1 0 7 0 1 0 0 0 1 1 1 8 1 1 0 0 1 0 0 0 9 1 1 0 1 1 0 0 1 10 1 1 1 1 1 0 1 0 11 1 1 1 0 1 0 1 1 12 1 0 1 0 1 1 0 0 13 1 0 1 1 1 1 0 1 14 1 0 0 1 1 1 1 0 15 1 0 0 0 1 1 1 1 T T 第 3章 數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào) 17 a)波形和相位連續(xù) b)波形和相位不連續(xù) c)波形連續(xù)相位不連續(xù) 圖 32 碼元相位關(guān)系 然后，需要對(duì)碼元相位的概念著重給予說(shuō)明。依燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 此類推可以產(chǎn)生更多位的格雷碼。在表 32 中給出了多位格雷碼的編碼方法。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。 0 1 0176。 然后用 4 種相位之一去表示每種排列 。 下面對(duì) QPSK的基本原理作進(jìn)一步分析。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。它具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 無(wú)線 通信中，成為現(xiàn)代通信中一種十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。 四進(jìn)制相移鍵控 QPSK QPSK 是英文 Quadrature Phase Shift Keying 的縮略語(yǔ)簡(jiǎn)稱，意為正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式 [9]。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。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?。?。模擬調(diào)制指利用輸入的模擬信號(hào)直接調(diào)制載波（正弦波）的振幅 、 頻率或相位，從而得到調(diào)幅（ AM）、調(diào)頻（ FM）或調(diào)相（ PM）信號(hào)。 首先介紹的是 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，主要包括擴(kuò)頻調(diào)制與解調(diào)的基本概念和擴(kuò)頻調(diào)制與解調(diào)的存在意義， 然后介紹了碼分多址的基本原理和常使用的編碼方式， 接著 介紹了 TDSCDMA 系統(tǒng) 中擴(kuò)頻調(diào)制與解調(diào)使用的可變擴(kuò)頻比正交碼即 OVSF 碼，大致 說(shuō)明 了 OVSF 碼的基本概念和使用方法，最后從整體上介紹了 TDSCDMA 系統(tǒng)中調(diào)制與解調(diào)，其中 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)在第 三章有詳細(xì)介紹 。復(fù)值序列 v 由長(zhǎng)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。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。首先用擴(kuò)頻碼對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)擴(kuò)頻，其擴(kuò)頻系數(shù)在 1~16 之間。數(shù)據(jù)調(diào)制后的復(fù)數(shù)符號(hào)再進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。 ??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(jiàn)， ??2??， i和 ??2??， j是正交的。 再對(duì) ?? ??，有： (??,??)= 1 ?1 +(?1)?(?1)+1 ?1 +(?1)?(?1)= 4 可見(jiàn)， ?? ??。用??2??， j?*+1， ?1+(j = 0， 1， …， 2?? ?1)表示 OVSF碼 ,它的兩個(gè)下標(biāo)集代表碼字的長(zhǎng)度和序號(hào)。復(fù)擾碼是由一個(gè)長(zhǎng)度為 16 的二進(jìn)制實(shí)數(shù)擾碼序列產(chǎn)生的， TDSCDMA 系統(tǒng)共定義了 128 個(gè)這樣的實(shí)數(shù)序列 [7]。一般，人們同時(shí)采用兩種碼來(lái)解決這個(gè)矛盾。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。所以碼字的選擇非常重要，系統(tǒng)一般要求碼字有尖銳的自相關(guān)性和正交性。在接收端，接收機(jī)從噪聲中濾出信號(hào)，把信號(hào)還原到原來(lái)很窄的帶寬上。為了降低干擾，CDMA 必須通過(guò)擴(kuò)頻調(diào)制來(lái)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。 擴(kuò)頻通信通過(guò)擴(kuò)展帶寬 對(duì)干擾 進(jìn)行抑制，并帶來(lái)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。干擾容限是在保證系統(tǒng)正常工作的條件下，接收機(jī)輸入端能承受的干擾信號(hào)與有用信號(hào)的比值，一般用分貝表示 ， 干擾容限直接燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 反映了擴(kuò)頻通信 系統(tǒng) 接收機(jī)允許的極限干擾強(qiáng)度。一般把擴(kuò)頻信號(hào)帶寬 W 與信息帶寬 B 之比稱為處理增益 ??p，即： ??p = ??/?? (21) 它表明了擴(kuò)頻系統(tǒng)信噪比改善的程度。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。 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)。 第 3 章 本章 介紹的是 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)模塊 ，分為 QPSK 和 8PSK 兩部分進(jìn)行了明說(shuō)，分別說(shuō)明了這兩種調(diào)制方式的原理和實(shí)現(xiàn)方法 。該公司計(jì)劃到 2021 年， TDSCDMA 網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋中國(guó)大陸 100%的地市 [6]。 2021 年 4 月 1 日，中國(guó)移動(dòng)在中國(guó)北京、上海、天津、沈陽(yáng)、青島、廣州、深圳、廈門(mén)、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。 2021 年，韓國(guó)最大的移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商 SK 電訊在韓國(guó)首都首爾建成了TDSCDMA 試驗(yàn)網(wǎng)。 至此， TDSCDMA 不論在形式上還是在實(shí)質(zhì)上，都已在國(guó)際上被廣大運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商所認(rèn)可和接受，形成了真正的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在 1999 年 11 月 赫爾辛基 ITURTG8/1 第 18 次會(huì)議上和 2021 年 5 月 伊斯坦布爾 的 ITUR 全會(huì)上， TDSCDMA 被正式接納為CDMATDD 制式的方案之一 [5]。 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(lái)很大的影響和市場(chǎng)占有率 [4]。 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(guó) 3G標(biāo)準(zhǔn) TDSCDMA表現(xiàn)出誘人的市場(chǎng)前景。 (6)質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)： TDSCDMA 網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)蘊(yùn)藏在系統(tǒng)原理、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方方面面 ， 始終讓運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 、 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的各個(gè)階段擁有一個(gè)高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，解除網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的無(wú)后顧之憂。此外， TDSCDMA 在其他方面也具有成本優(yōu)勢(shì)。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(guó)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)。而對(duì)于TDSCDMA，由于上下行的分配是通過(guò)時(shí)隙調(diào)度來(lái)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。 (2)業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)： TDSCDMA 十分適合適用互聯(lián)網(wǎng)的上下行不對(duì)稱的傳輸業(yè)務(wù)。 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒論 課題背景 TDSCDMA 是英文 Time DivisionSynchronous Code Division Multiple Access（時(shí)分