基于matlab的移動通信中數字調相技術的研究與仿真畢業設計-展示頁

　　

【正文】 出專業數字信號處理軟件。通信信號處理方式也從模擬向數字通信轉變。馬可尼所完成的無線通信試驗之日就產生了，當時的試驗是在固定站與一艘拖船之間進行的，距離為 18海里。 移動通信可以說從 1897 M Modulation and demodulation。 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。本設計主要實現 PSK、 QPSK、 OQPSK調制解調過程的仿真，并分析它們的性能差異。 本文首先介紹了通信系統的組成、 MATLAB的使用以及 Simulink模塊的組建。同時，由于計算技術的發展，通信系統的仿真已日益普遍，已逐漸成為今天設計和分析通信系統的主要工具。 本科生畢業論文 (設計 ) 基于 MATLAB 的移動通信中數字調相技術的研究與仿真 院 系 電信學院 專 業 通信工程 班 級 05 通信一班 學 號 0612050536 學 生 姓 名 李恩博 聯 系 方 式 13782356437 指 導 教 師 陳靜 職稱： 講師 2020 年 5 月 6 日 桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 3 頁 摘要 在日常的生活中，通信是人們用來傳遞信息 的方式。隨著數字系統的飛速發展 ,對 數字系統的性能和調制解調技術要求也越來越高。 本次設計將使用 MATLAB軟件設計函數和 Smulink建模對數字調相技術進行仿真和研究。然后深入分析了 PSK、 QPSK、 OQPSK的調制解調原理，熟悉了原理后，用 MATLAB編程和Simulink對它們進行仿真和研究。 關鍵詞： MATLAB；調制解調； 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。 demodulation ,and analyzes their performance difference. Key words： MATLAB。 PSK； QPSK 桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 3 頁 目 錄 引言 …………………………………………………………………………… 1 1 緒論 ………………………………………………………………………… 2 課題研究的意義 …………………………………………………………… 2 國內外研究及發展情況 ……………………………… …………………… 2 本課題主要內容 …………………………………………………………… 4 2 通信系統和調相信號研究及 MATLAB 簡介 …………………………… 4 通信系統的組成 ………………………………………………………… 4 數字通信系統 ……………………………… …………………………… 5 調相技術的初步研究 …………………………………………………… 6 MATLAB和 Simulink簡要介紹 ……………………………………………… 7 3 研究和仿真的要求 ………………………………… …………………… 8 研究和仿真的任務 ………………………………………………………… 8 研究和仿真的技術要求 ……………………………………………………… 8 課題的主要工作流程 ………………………………………………………… 8 4 研究和仿真的構思和理論 ……………………………………………… 8 PSK 信號的調制解調及其原理 …………………………………………… 9 PSK信號的性能 ………………………………………………………… 13 PSK信號的頻譜 ………………………………………… …………… 13 PSK 信號的誤碼率和星座圖 ……………………………………………… 13 QPSK信號的調制解調及其原理 ……………………………………………… 14 QPSK 調制和解調方式 …………………………………………………… 15 QPSK信號的性能 …………………………………………………………… 20 QPSK信號和 PSK信號的功率譜比較 ……………………………………… 20 QPSK誤碼率和星座圖 …………………………………………………… 24 OQPSK 信號的調制解調及其原理 …………………………………………… 24 5 PSK、 QPSK、 OQPSK三種調制解調方式的比較 ………………………… 26 不同性噪比下誤碼率的比較 ……………………………………………… 26 不同性噪比下星座圖的比較 …………………………………………… 26 6 總結 及心得體會 ………………………………………………………… 28 謝辭 ………………………………………………………………………… 29 參考文獻 …………………………………………………………………… 30 桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 30 頁 引言 在這樣一個信息化的社會，通信是很重要的，尤其是移動通信在現代化進程中起到的巨大作用是不容質疑的。G 移動通信的發展走過了一段很漫長的路程。同時通信系統已經由單一的硬件系統轉向與軟件的結合。比較優秀而且得到廣大技術人員認可的有 MATLAB。 MATLAB 作為一種仿真平臺，提供了強大的功能，設計者可以自己設計函數，同時也可以調用 Toolbox 里的函數調用。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實現，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，使通信技術的發展日新月異，近十年來手機的普及率的迅速提高就從側面反映移動通信技術的發展。移動通信的主要基本技術包括調制技術、移動信道中電波的傳播特性、多址方式、抗干擾技術以及組網技術。本文就是通過使用 MATLAB軟件 來仿真研究數字通信中常用的幾種調相方式： 2PSK、 QPSK、 OQPSK等， 分析各種調相信號的產生原理以及抗干擾性能。仿真技術在今天的通信領域是一個非常重要的技術手段。因而急需一種科學的手段來反映和預測網絡的性能 , 這導致了仿真技術的應運而生。如果在真實的網絡環境中進行通信性能研究、網絡規劃、設計和開發 ,不僅耗資大 ,而且在統計數據的收集和分析上也有一定困難。 通過仿真軟件來模擬和估算通信系統的性能 ,通過模擬和仿真來調整一些通信系統的參數以期達到最佳的使用效果具有非常重大的意義。 國內外研究及發展情況 MATLAB 名字是由 MATrix和 LABoratory兩詞的前 3 個字母組合而成。 經過幾年的校際流傳，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，從這時起， MATLAB的內核采用 C 語言編寫，而且除了原有的數值計算功能外，還新增加了數據視圖功能。 1993 年，MathWorks 公司推出了基于 Windows 平臺的 MATLAB ，在繼承和發展起原有的數值計算和圖形可視能力的同時，推出了 SIMULIKE，一個交互式操作的動態系統建模、仿真、分析集成環境；推出了符號計算工具包，一個一 Maple 為 ―引擎 ‖的 Symbolic Math Toolbox；構作了 Notbook，一個運用 DDE 和 OLE，實現 MATLAB 與 Word 的無縫連接，從而為專業科技工作者創造了融合 科學計算、圖形可視、文字處理為一體的高水準 桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 30 頁 環境。 在我國，傳統的仿真技術基于 C 語言等計算機專業編程工具，編程的工作量極大，仿真程序的可讀性、可重用性、可靠性都很難適應復雜的仿真，尤其是很難適應大型復雜通信系統仿真的需要。 MATLAB 以及 Simulink科學計算、建模和仿真軟件正是能適應這一要求的優秀仿真平臺軟件，并已成為全世界科技工作者共同的學術交流工具以及系統仿真界事實上的工業標準。 在移動通信的關鍵技術之一的調制解調技術領域，數字調制解調技術作為數字蜂窩移動通信系統中空中接口的重要組成部分，它具有抗干擾能力強、易于加密、話音間隙噪聲 小等優點。目前已用于數字蜂窩無線系統的調制技術可分為兩大類：線性調制技術和恒包絡調制技術。 第一代移動通信系統采用頻分多址 (FDMA)的模擬調制方式 ，這種系統的主要缺點是頻譜利用率低，信令干擾話音業務。 CDMA 系統以其頻率規劃簡單、系統容量大、頻率復用系數高、抗多徑能力強、通信質量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發展潛力。 IS95 目前 還在不斷完善和發展的過程中，高通公司（ Qualm）將致力繼續發展 IS95，以便使 IS95 保持競爭優勢，并過渡到第三代系統。 基于 IS95 的 CdmaOne 技術自 1995 年 10 月商用實踐以來，迅速覆蓋韓國、日本、美國、歐洲和南美洲的一些主要市場，取得了巨大的商業成功，并成為業界公認的過渡到未來 3G 的技術平臺。 桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙 第 4 頁 共 30 頁 本課題主要內容 本課題從調相 技術的仿真出發，分析并比較各種調相技術的特性及設計方法，從而得出各種移動通信系統中調相技術的具體方案。 本課題要求以數字調制技術為基本理論，分析幾種常用的調相技術，進行初步的設計計算，然后通過 MATLAB 仿真調相信號，進行參數的設置和調整，要求獲得各種調相信號的波形和軟件編程方法，對其進行數據分析，得 出移動通信系統中采用何種調制方式的理論依據。在理論上，通信是怎樣一種概念，如何建立通信系統，通信系統有哪些分類， MATLAB對社會的發展以及通信的研究又帶來了什么方便，下面將描述性地介紹通信系統的各個方面以及簡要的介紹一下MATLAB軟件。消息具有不同的形式，例如：符號、文字、話音、音樂 、數據、圖片、活動圖象等。而從廣義的角度看，廣播、電視、雷達、導航、遙測等也可以列入通信的范疇。但是，在通信模型構造上還是非常復雜的，下圖是一個簡單的通信系統模型。信源輸出的信號稱為基帶信號。根據原始電信號的特征，基帶信號可分為數字基帶信號和模擬基帶信號，相應地，信源也分為數字信源和模擬信源。變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場合，調制是最常見的變換方式；對傳輸數字信號來說，發送設備又常常包含信源編碼和信道編碼等。圖中的噪聲源，是信道中的所有噪聲以及分散在通信系統中其它各處噪聲的集合。它的任務是從帶有干擾的接收信號中恢復出相應的原始電信號來。 圖 給出的是通信系統的一般模型，按照信道中所傳信號的形式不同，可進一步具體化為模 擬通信系統和數字通信系統。 數字通信系統可進一步細分為數字頻帶傳輸通