基于matlab的移動通信中數(shù)字調(diào)相技術(shù)的研究與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)(專業(yè)版)

　　

【正文】 但是當(dāng)碼元轉(zhuǎn)換時(shí)，相位變化不連續(xù)，存在 90176。因此， OQPSK 信號相位只能跳變 0176。串并變換使 QPSK 的碼元 寬度為PSK 的兩倍。,39。 %QPSK 功率譜密度 y1=sin(2*pi.*(ffc).*Ts)。 S（ t）還可以寫成 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁 共 30 頁 0000( ) ( ) c os c os ( ) sin sin[ c os sin ]s k s kkkkS t g t k T w t g t k T w ta w t b w t??? ? ? ?????? （ ） 式 中 c os ( )si n ( )2k k sk k ssba g t kTb g t kTTT????? S（ t）信號含有四種不同的 k? 值，與四進(jìn)制數(shù)字信號對應(yīng)。確定用二維桿圖來畫出它們的圖形后，我上機(jī)調(diào)試，把 plot(t,data_in)、plot(t,data_I)、 plot(t,data_Q)改成 stem(t,data_in)、 stem (t,data_I)、 stem (t,data_Q),運(yùn)行后得到的 波形如圖 示 圖 QPSK 基帶源信號和串并變換后 I、 Q 支路信號 從圖 到波形可以看出，該程序已經(jīng)很好的實(shí)現(xiàn)的串并變換。 data_Q = 2*bit_Q+1。 在大多數(shù)數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，各種載波鍵控信號幾乎都毫無例外的采用正交相干解調(diào)的方法，即用 cosωct（同相參考載波）和 sinωct（正交參考載波）分別和接收到的載波鍵控信號相乘（即進(jìn)行相干），得到同相和正交兩路基帶信號。圖書館在我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中起到的作用是很大的。幸好在我最迷茫的時(shí)候，我的畢設(shè)指導(dǎo)老師指出了我的錯誤做法，讓我按照調(diào)制解調(diào)的原理和 實(shí)現(xiàn)框圖，一步一步的實(shí)現(xiàn)，在調(diào)試過程中，多畫出一些圖形，嘗試改變參數(shù)或者改變語句對波形產(chǎn)生的影響。基帶信號 39。x(n)=randint(1,8192,2)。 （ 2） 產(chǎn)生的是離散的信號，如何把它以矩形波的形式畫出來以便在調(diào)制解調(diào)中個步驟做更好的波形對比變化。機(jī)械控制和虛擬實(shí)現(xiàn)等。 （ 2）擴(kuò)展功能強(qiáng)大 MATLAB 語言不但提供了科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)分析與可視化，系統(tǒng)仿真等強(qiáng)大功能，而且還具有擴(kuò)展的特征。調(diào)制不僅可以對被調(diào)制信號進(jìn)行頻譜搬移和擴(kuò)頻，而且對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸可靠性有很大影響，因此，調(diào)制方式往往決定了一個通信系統(tǒng)的性能。于是，就需要在發(fā)送 端增加一個編碼器，而在接收端相應(yīng)需要一個解碼器。信源輸出的信號稱為基帶信號。 IS95 目前 還在不斷完善和發(fā)展的過程中，高通公司（ Qualm）將致力繼續(xù)發(fā)展 IS95，以便使 IS95 保持競爭優(yōu)勢，并過渡到第三代系統(tǒng)。 經(jīng)過幾年的校際流傳，在 Little 的推動下，由 Little、 Moler、 Steve Bangert 合作，于 1984 年成立了 MathWorks 公司，并把 MATLAB 正式推向市場，從這時(shí)起， MATLAB的內(nèi)核采用 C 語言編寫，而且除了原有的數(shù)值計(jì)算功能外，還新增加了數(shù)據(jù)視圖功能。通過對通信過程的仿真，我們就可以在低成本的條件下檢 測某一個方案是否能夠?qū)崿F(xiàn)，是否有更好的方案可以代替原來的方案，這樣對通信的研究就站在了一個更高的起點(diǎn)，使通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，近十年來手機(jī)的普及率的迅速提高就從側(cè)面反映移動通信技術(shù)的發(fā)展。 關(guān)鍵詞： MATLAB；調(diào)制解調(diào)； PSK； QPSK Abstract In the daily life, munication is very important for us. Along with development of digital system the technical criterion of modulation and demodulation will be adjusted to meet higher the same time, because of the development of the puting technology, the simulation ofthe munication system has been already popular day by day, it already is main tool of design and analyses system of munication today. This design will use the MATLAB software design function and the simulink modelling carries on the simulation and the research for Phase modulation technology. This article discusses the position of Communications system,the use of MATLAB and brief introduction of the module of then thorough analysis the principle modulation amp。 use MATLAB and Simulink Carry on the simulation and the research. This design mostly achieves the process simulation of the PSK、 QPSK、 OQPSK modulation amp。 現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展是以多種先進(jìn)的通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。 MATLAB 以商品形式出現(xiàn)后短短幾年，就以其良好的 開放性和運(yùn)行的可靠性，使原先在控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包紛紛淘汰，而改在 MATLAB 平臺上重建。通過研究，在 IS95 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷推出新標(biāo)準(zhǔn)。所謂基帶信號是指沒有經(jīng)過調(diào)制（進(jìn)行頻譜搬移和變換）的原始電信號，其特點(diǎn)是信號頻譜從零頻附近開始，具有低通形式。第二，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)保密通信時(shí)，可對數(shù)字基帶信號進(jìn)行 人為 ―擾亂 ‖（ 加密），此時(shí)在收端就必須進(jìn)行解密。在傳輸脈沖時(shí)，傳輸系統(tǒng)會產(chǎn)生噪聲，如果其幅度為反極性并超過脈沖的幅度，則產(chǎn)生誤碼。 Math Works 公司針對不同領(lǐng) 域的應(yīng)用，推出了自動控制、信號處理、圖象處理、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、通信、最優(yōu)化、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、偏微分方程、財(cái)政金融等 30 多個具有專門功能 MATLAB 工具箱。 SIMULINK 提供的通信系統(tǒng)仿真模塊（ Communication Blocket） ,主要用于在移動通信系統(tǒng)的建模和仿真的應(yīng)用。 剛剛開始上機(jī)調(diào)試遇到一些困難在所難免，經(jīng)過我反復(fù)的調(diào)試和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)用如下的語句可以解決以上兩個困難： bit_in = randint(1e3, 1, [0 1])。x=[x(n)]39。)。老師中肯的指導(dǎo)和批評使我茅塞頓開，我不再心浮氣噪，而是耐心的思考 MATLAB 軟件報(bào)錯的地方，為什么會報(bào)錯。 PSK信號的性能 調(diào)制解調(diào)完成之后，開始研究 PSK 信號的性能。 圖 QPSK 調(diào)制框圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁 共 30 頁 圖 QPSK 解調(diào)框圖 在已經(jīng)用 MATLAB 對 PSK 調(diào)制解調(diào)進(jìn)行仿真和研究之后，我掌握了查閱資料的方法也積累了一些心得。 上述程序首先是用 randint(1e3, 1, [0 1])隨機(jī)產(chǎn)生 1000 個離散的 0、 1 基帶信號，即輸入比特 bit_in，然后對 bit_in 進(jìn)行串并變換。攻克了串并邊換這 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁 共 30 頁 個問題后，我信心更加充足了，馬上進(jìn)入 I、 Q 支路載波調(diào)制的思考。根據(jù)式 ， k? 等概率取值時(shí)，可以計(jì)算得到 QPSK 信號的功率譜為 ? ?22001( ) ( ) ( )2 sW f f G f f G f f? ? ? ? （ ） 式中， sT =1/ f =2 bT ， G（ f）為基帶波形 g(t)的傅立葉 變換。 y2=y1./(2*pi.*(ffc).*Ts)。psk 的功率譜 39。 帶寬的定義不是唯一的，可以根據(jù)使用要求認(rèn)為的確定。土 90176。的相位跳變，因而高頻滾降慢，使得頻帶較寬。相位跳變，信號通過 BPF 后包絡(luò)起伏小，性能得到了改善，因此受到廣泛重視。由于兩支路碼元半周期的偏移，每次只有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)，不會發(fā)生兩支 路碼元同時(shí)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。 從圖 的 QPSK 功率譜比 PSK 功率譜窄一半。qpsk 的功率譜 39。 x8=10*log10(x7)。 QPSK 信號和 PSK 信號的功率譜比較 （ 1） 對于 QPSK，有 0( ) ( ) c o s ( )SkkS t g t k T w t ?? ? ?? （ ） 式 中 ， g(t)為基帶波形， ST 為碼元寬度， k? 對應(yīng)有四種取值。通過查閱 MATLAB 軟件指令介紹的書籍，我了解到應(yīng)該用二維桿圖即 stem 指令來畫出它們的圖形。 data_I = 2*bit_I+1。 QPSK正交調(diào)制器可以看成由兩個 BPSK調(diào)制器構(gòu)成，輸入的串行二進(jìn)制信息序列經(jīng)串并變換，分成兩路速率減半的序列，電平發(fā)生器分別產(chǎn)生雙極性二電平信號 I(t)和 Q(t)，然后對 cosωct和 sinωct進(jìn)行調(diào)制，相加后即得 QPSK信號。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我在用 MATLAB 軟件對 PSK 調(diào)制解調(diào)進(jìn)行仿真和研究時(shí)，第一次的編程方法得到的信號波形并不是很理想，后來我就到圖書館的閱覽室去查閱資料，通過幾天的努力，終于在閱覽室豐富的圖書資源中學(xué)習(xí)到了一種更好的方法，后來就用學(xué)到的方法得到的如圖 所示的比較理想的 PSK 調(diào)制解調(diào)波形。 剛開始面隊(duì)出現(xiàn)的各種錯誤，自己有點(diǎn)心浮氣噪，不耐心的去查閱資料，思考改正錯誤的方法，而是懷疑自己的編程思路是否正確，急于去尋找其他的編程方法，導(dǎo)致自己走了不少的彎路。title(39。 m=1:128。 開關(guān) 載波 ~~ 移相 ? 基帶 信號 得到 PSK已調(diào)信號 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁 共 30 頁 MATLAB 編程語言在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用，但是面對第一個問題隨機(jī)基帶信號的產(chǎn)生時(shí)由于經(jīng)驗(yàn)不足，還是遇到了兩個困難： （ 1） 用 randint函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)的基帶 信號時(shí)如果用 randint(1e3, 1, [0 1])這句指令的話產(chǎn)生的是隨機(jī)的 0， 1 信號，而在 PSK 調(diào)制中，我們希望基帶信號是雙極性的，也就是說希望能夠產(chǎn)生隨機(jī)的 1， +1 信號。 版本提供 了 20 多個仿真模型庫，內(nèi)容覆蓋了通信仿真，數(shù)字信號處理，模糊邏輯，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這使得計(jì)算機(jī)兼?zhèn)涓呒売?jì)算機(jī)的功能，使用十分方便。 調(diào)制即是按照調(diào)制信號（基帶信號）的變化規(guī)律去改變載波某 些參數(shù)的過程。這是通過所謂的差錯控制編碼來實(shí)現(xiàn)的。 圖 簡單通信系統(tǒng)一般模型 圖 中，信源（信息源，也稱發(fā)終端）的作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始電信號，如電話 系統(tǒng)中電話機(jī)可看成是信源。 在第二代通信系統(tǒng)中，使用 QPSK、 OQPSK 做為調(diào)制解調(diào)技術(shù)的 IS95 系統(tǒng)以其高語音質(zhì)量、穩(wěn)定的性能及空中接口的大容量在世界各地廣泛配置。 20 世紀(jì) 70年代后期，時(shí)任美國新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任 的 Cleve Moler 教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動機(jī)，為學(xué)生設(shè)計(jì)了一組調(diào)用 LINPACK 和 EISPACK 庫程序的 ―通俗易用 ‖的接口，此即用 FORTRAN 編寫的萌芽狀態(tài)的 MATLAB。 MATLAB等優(yōu)秀軟件使仿真技術(shù)得到很好的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn) PSK、 QPSK、 OQPSK調(diào)制解調(diào)過程的仿真，并分析它們的性能差異。 demodulation ,and analyzes their performance difference. Key words： MATLAB。移動通信的主要基本技術(shù)包括調(diào)制技術(shù)、移動信道中電波的傳播特性、多址方式、抗干擾技術(shù)以及組網(wǎng)技術(shù)。 1993 年，MathWorks 公司推出了基于 Windows 平臺的 MATLAB ，在繼承和發(fā)展起原有的數(shù)值計(jì)算和圖形可視能力的同時(shí)，推出了 SIMULIKE，一個交互式操作的動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境；推出了符號計(jì)算工具包，一個一 Maple 為 ―引擎 ‖的 Symbol