【正文】 信系統(tǒng)的介紹。 第三章是數(shù)字通信系統(tǒng)的各種調(diào)制和解調(diào)方法的介紹。 第四章為通信仿真概念和通信仿真相關(guān)軟件的介紹。隨后對通信仿真軟件 MATLAB 進行了介紹，包 括 Matlab 的仿真功能、作用及一般的使用方法，以及相比較其他仿真軟件 MTALAB 的特點和優(yōu)勢。最后對用 Matlab 或者 Simulink 建立仿真模型的幾種方法做了說明。 第六章為總結(jié)部分 及對未來工作的展望 。 HCMTS 在 1978 年安裝， 1983 年開始商業(yè)服務(wù)。第一代移動通信系統(tǒng)的主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，以模擬方式工作，使用頻段為 800／900 MHz。數(shù)字技術(shù)的引進最大的優(yōu)點是他的抗干擾能力和潛在的大容量， DSP 的發(fā)展使一些新的無線應(yīng)用開始出現(xiàn)，如電子郵件、移動商務(wù)、金融管理等。 第三代移動通信系統(tǒng)：由于第二代移動通信系統(tǒng)仍存在業(yè)務(wù)單一、無法實現(xiàn)全球互聯(lián)， 90年代中后期，人們開始了第三代移動通信 系統(tǒng)的研究，欲使其實現(xiàn)：全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、具有多媒體傳輸能力、增加分組交換業(yè)務(wù)、增加非對稱傳輸模式、加強數(shù)據(jù)處理能力、更好的傳輸質(zhì)量、提高終端電池使用壽命、更高的頻譜效率、更大的信道容量。 第三代以后的移動通信系統(tǒng)：第三代移動通信系統(tǒng)最初的目標(biāo)之一是形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，從而實現(xiàn)全球漫游，遺憾的是，最終 3G 還是形成了多種制式并存的局面，并且，隨著人們生活、工作空間的日益擴大，不能充分滿足人們各方面的需要，于是，在 3G尚未大規(guī)模商用之時， 4G 已經(jīng)出現(xiàn)了。 ITU 在 2021 年 10月成立了 IMT2021and beyond 工作組。 （ 2）移動通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運行。 （ 4）移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效。 4 4 2． 3 移動通信系統(tǒng)的分類 移動通信有以下多種分類方法，按使用對象可以分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備；按使用環(huán)境可以分為陸地通信，海上通信和空中通信；按多址方式可分為頻分多址（ FDMA），時分多址（ TDMA）和碼分多址（ CDMA）等；按覆蓋范圍可以分為寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)；按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)，數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)；按工作方式可分為同頻 單工，異頻單工，異頻雙工和半雙工；按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；按信號形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。 常用的移動通信系統(tǒng)有： 蜂窩移動通信系統(tǒng) ， 無繩電話系統(tǒng) ， 集群移動通信系 統(tǒng) ， 移動衛(wèi)星通信系統(tǒng) ，分組無線網(wǎng) ， GPRS， CDMA 等。所用載波一般是余弦信號，調(diào)制信號為數(shù)字基帶信號。 調(diào)制的方法主要是通過改變余弦波的幅度、相位或頻率來傳送信息。數(shù)字信號只有幾個離散值，因此調(diào)制后的載波參數(shù)也只有有限個值，類似于用數(shù)字信息控制開關(guān)，從幾個具有不同參量的獨立振蕩源中選擇 參量，為此把數(shù)字信號的調(diào)制方式稱為“鍵控”。在“幅移鍵控”方式中，當(dāng)“ 1”出現(xiàn)時接通振幅為 A的載波，“ 0”出現(xiàn)時關(guān)斷載波，這相當(dāng)于將原基帶信號（脈沖列）頻譜搬到了載波的兩側(cè)。這時其頻譜可以看成碼列對低頻載波的開關(guān)鍵控加上碼列的反碼對高頻載波的開關(guān)鍵控。這時在比特周期的邊緣出現(xiàn)相位的跳變，但在間隔中部保留了相位信息。一般來說， PSK系統(tǒng)的性能要比開關(guān)鍵控 FSK系統(tǒng)好，但必須使用同步檢波。其中 ASK調(diào)制方式是用載波的兩個不 同振幅表示 0和 1； FSK調(diào)制方式是用載波的兩個不同頻率表示 0和 1；而 PSK調(diào)制方式是用載波的起始相位的變化表示 0 和1。在 DVB系統(tǒng)中衛(wèi)星傳輸采用 QPSK，有線傳輸采用 QAM方式 ，地面?zhèn)鬏敳捎肅OFDM（編碼正交頻分復(fù)用）方式。 ASK幅移鍵控 （ Amplitude Shift Keying） “幅移鍵控”又稱為“振幅鍵控”，記為 ASK。 ASK是一種相對簡單的調(diào)制方式。幅移就是把頻率、相位作為常量，而把振幅作為變量，信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。原理如 下 圖所示，其中 s（ t）為基帶矩形脈沖。 圖 2ASK原理圖 FSK 頻移鍵控 （ Frequency Shift Keying） 所謂 FSK 就是用數(shù)字信號去調(diào)制載波頻率，是數(shù)字信號傳輸中用的最早的一種調(diào)制方式。頻移就是把振幅、相位作為常量，而把頻率作為變量，通過頻率的變化來實現(xiàn)信號的識別，原理如 下 圖所示。 載波 f1 載波 f2 開關(guān) S(t)=0 )(tSFSK 載波 開關(guān) )(tSASK S（ t） 6 6 圖 2FSK原理圖 PSK 相移鍵控 （ Phase Shift Keying） 在 PSK調(diào)制時，載波的相位隨調(diào)制信號狀態(tài)不同而改變。一般把信號振蕩一次（一周）作為 360 度。當(dāng)傳輸數(shù)字信號時，“ 1”碼控制發(fā)0度相位，“ 0”碼控制發(fā) 180 度相位。相移鍵控有很好的抗干擾性 , 在有衰落的信道中也能獲得很好的效果。 PSK 也可分為二進制 PSK（ 2PSK 或 BIT/SK）和多進制 PSK（ MPSK）。傳“ 1“信號時，發(fā)起始相位為π的載波；當(dāng)傳“ 0”信號時，發(fā)起始相位為 0的載波。由“ 0”和“ 1” 表示的二進制調(diào)制信號通過電平轉(zhuǎn)換后，變成由“ – 1”和“ 1”表示的雙極性 NRZ（不歸零）信號，然后與載波相乘，即可形成 2PSK信號。 QPSK 調(diào)制器 如圖 所示，對比可以看出，它可以看成是由兩個 2PSK 調(diào)制器構(gòu)成 的。 PSK 信號也可以用矢量圖表示，矢量圖中通常以零度載波相位作為參考相位。QPSK 是在 M=4 時的調(diào)相技術(shù)，它規(guī)定了四種載波相位，分別為 45176。 225176。調(diào)制器輸入的數(shù)據(jù)是二進制數(shù)字序列，為了能和四進制的載波相 位配合起來，則需要把二進制數(shù)據(jù)變換為四進制數(shù)據(jù)，這就是說需要把二進制數(shù)字序列中每兩比特分成一組，共有四種組合，即 00， 01， 10， 11，其中每一組稱為雙比特碼元。QPSK 中每次調(diào)制可傳輸 2 個信息比特，這些信息比特是通過載波的四種相位來傳遞的。 載波 移相 ψ 開關(guān) 0 π S（ t） =0 )(tSPSK 7 7 圖 QPSK調(diào)制 器 原理圖 QAM 正交振幅調(diào)制 （ Quadrature Amplitude Modulation） QAM（ Quadrature Amplitude Modulation）就是用兩個調(diào)制信號對頻率相同、相位正交的兩個載波進行調(diào)幅，然后將已調(diào)信號加在一起進行傳輸或發(fā)射。 QAM 也可用于數(shù)字調(diào)制。其中， 16QAM 和 32QAM 廣泛用于 數(shù)字有線電視系統(tǒng)。 如圖 作為調(diào)制信號的輸入二進制數(shù)據(jù)流經(jīng)過串 — 并變換后變成四路并行數(shù)據(jù)流。例如， 00 轉(zhuǎn)換成 – 3， 01轉(zhuǎn)換成 – 1， 10 轉(zhuǎn)換成 1， 11 轉(zhuǎn)換成 3。 圖 16QAM 調(diào)制器框圖 QAM 調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比高，適合有線電視電纜傳輸。 QAM 是幅度、相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，它同時利用了載波的幅度和相位來傳遞信息比特，因此在最小距離相同的條件下， QAM 星座圖中可以容納更多的星座點，即可實現(xiàn)更高的頻帶利用率，目前 QAM 星座點最高已可達 256QAM。當(dāng)星座點較多時，星座點之間的最 小距離就會很密，非常容易受到噪聲干擾的影響。當(dāng)噪聲等干擾的幅度小于最小距離的 1/2 時，解調(diào)器不會錯判，即不會傳輸誤碼；當(dāng)噪聲等干擾的幅度大于最小距離的 1/2 時，將傳輸誤碼。當(dāng)星座點進一步增加時，即需要更高的頻帶利用率時，就要采用 QAM 調(diào)制。如果去掉這一限制，就得到正交幅度調(diào)制 QAM。當(dāng) M4 時 QAM的信號星座呈正方形分布，而不再像 PSK 那樣沿著一個固定的圓周分布。在 QPSK 調(diào)制中，當(dāng)輸入的二進制信號由 00變成 11 或者由 01變成 10 時， QPSK 調(diào)制信號的相位翻轉(zhuǎn) ?? ，這種翻轉(zhuǎn)在很大程度上削弱了 QPSK 調(diào)制的抗噪聲性能，甚至出現(xiàn)反相點的突變，可能導(dǎo)致 出現(xiàn)零包絡(luò)，這對于由識別相位進行解碼是非常不利的。作為 QPSK 調(diào)制的一種改進方式， OQPSK 產(chǎn)生的調(diào)制信號避免了 180 度的相位直接跳轉(zhuǎn)，最多只能翻轉(zhuǎn) ?? /2。這樣的結(jié)果時輸出已調(diào)信 號的相位變化僅限于 ?? /2， 而不存在 ?? 的突變，從而減小了包絡(luò)的起伏。 coswt 輸入