通信原理與matlab仿真之衛(wèi)星通信與數(shù)字調(diào)制

先搞清楚理論，再來寫程序哦。這就是磨刀不誤砍柴工。

本章會涉及數(shù)字通信的基礎(chǔ)知識，不要小看這些基礎(chǔ)內(nèi)容，都能夠幫助你來了解《通信原理》里面相關(guān)章節(jié)的知識。

我用衛(wèi)星通信中的內(nèi)容來進(jìn)行講解，畢竟衛(wèi)星通信現(xiàn)在是通信的主要方式之一！結(jié)合案例講解知識比較能夠吸引同學(xué)們的眼球！

衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般由中心站及網(wǎng)管中心與各種地球站組成。系統(tǒng)的傳輸通道包含控制信道和業(yè)務(wù)信道。控制信道包括中心站向手持站發(fā)送的廣播信道和手持站向中心站發(fā)送的申請信道。業(yè)務(wù)信道為網(wǎng)控中心采用全可變按申請分配體制，通信業(yè)務(wù)信道為單跳鏈路，中心站和手持站為單跳鏈路，地球站之間通信也為雙跳鏈路?？刂菩诺纻魉凸沸帕詈投绦艠I(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)信道傳送話音業(yè)務(wù)和隨路信令。下面要講的就是地球站中的通信算法。

基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備

數(shù)字調(diào)制是構(gòu)成頻譜有效和功率有效的移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，應(yīng)該具有下列技術(shù)特性：

1.緊湊的功率譜。移動通信是多波道同時工作的系統(tǒng)，調(diào)制信號功率譜帶外輻射對鄰波道產(chǎn)生干擾。從系統(tǒng)設(shè)計角度，即使是在嚴(yán)重衰落時，必須使信號與鄰道輻射功率比大于20dB。另一方面，UHF頻段的快瑞利衰落深度可達(dá)40～60dB，所以要求已調(diào)信號的鄰道干擾低于有用信號60～80dB。窄的調(diào)制信號功率譜還有利于減輕實現(xiàn)限帶傳輸?shù)膲毫Α?/p>

2.高的頻譜效率。移動通信中，高質(zhì)量語音或高速數(shù)據(jù)傳輸需要高效率的信號方式。為了充分利用可用頻譜，提高實際系統(tǒng)的窄帶性能，要求限帶信號通過非線性功率放大器以后，其邊帶頻譜再生和正交串?dāng)_盡可能小。

3.抗干抗能力強(qiáng)。移動通信環(huán)境以衰落、干擾和噪聲為特點。衰落影響則包括多徑傳播、多譜勒頻移、頻率選擇性(時延擴(kuò)散)衰落和阻檔衰耗等。根據(jù)移動通信話音質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，模擬調(diào)頻系統(tǒng)同頻干擾防護(hù)比(C/I)取17~18dB，數(shù)字系統(tǒng)取9~13dB。這就是說，根據(jù)抗衰落和干擾，特別是抗同頻干擾能力優(yōu)選調(diào)制方式，可以使數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)比模擬系統(tǒng)具有更強(qiáng)的抗同頻干擾(CCI)的能力，可以減小同頻復(fù)用距離，提高波道利用率，降低發(fā)射功率，簡化設(shè)計技術(shù)要求。

4.能接受差分檢測。一般地說，在穩(wěn)態(tài)高斯噪聲和瑞利衰落信道，相干檢測有穩(wěn)定性能，并獲得1～3dB功率增益。但在移動通信環(huán)境中，多徑傳播、多普勒頻移以及過量的相位噪聲的傷害，使相干檢測性能變差。例如，在多普勒頻移為15～100Hz，比特速率1.2～50kb/s的窄帶系統(tǒng)中，多普勒影響不能忽略，相干檢測并非最佳（這就意味著在采用鎖相環(huán)方式中環(huán)路殘留頻偏不應(yīng)該超過100Hz）。差分檢測不需要載波恢復(fù)，能實現(xiàn)快速同步和再同步，獲得好的誤碼性能，所以被越來越多地應(yīng)用于窄帶數(shù)字蜂窩系統(tǒng)和突發(fā)工作的NB-TDMA系統(tǒng)中。

5.電源效率高。這里對數(shù)字調(diào)制信號提出了矛盾的要求，即通過丙類功率放大器以后，即能提高電源效率，又能最大限度地保留在線性信道中獲得的功率和頻譜性能。若干恒包絡(luò)調(diào)制，如MSK、GMSK和TFM等，在非線性信道中保持較小的失真，但這些本質(zhì)上是二電平數(shù)字調(diào)制的信號，不易獲得更高的頻譜效率。

休息一下！

Pi/4DQPSK已被建議為北美和日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)。在常規(guī)的差分四相相移鍵控(DQPSK)系統(tǒng)中，存在著Pi的相位翻轉(zhuǎn)或濾波信號的100%的包絡(luò)起伏，限帶信號由于非線性放大器AM/AM和AM/PM轉(zhuǎn)換效應(yīng)導(dǎo)致可觀的邊帶頻譜擴(kuò)散，鄰道干擾增大和濾波作用抵消。因此，在包括移動通信等的許多情況下，DQPSK的功率和頻譜性能不是吸引人的。參差四相相移鍵控(OQPSK)信號用于減小濾波信號包絡(luò)起伏，碼元的相位跳變只有0和士Pi/2，沒有Pi相位跳變，經(jīng)濾波及硬限幅后的功率譜旁瓣恢復(fù)較小。但是，OQPSK不能接受差分檢測。與DQPSK相比，Pi/4DQPSK有較小的包絡(luò)起伏。例如，在限帶信道中，當(dāng)滾降因子為0.3～0.5時，前者的峰值因素比后者大0.5～0.7dB，兩者通過丙類功放以后，DQPSK有更大的頻譜恢復(fù)，5階以上的互調(diào)分量比Pi/4DQPSK高2～5dB。Pi/4DQPSK是開發(fā)更高頻譜效率信號方式的基礎(chǔ)，但與恒包絡(luò)調(diào)制相比，其缺點是需要線性功率放大或付之以線性化措施。

這些就是我當(dāng)年寫程序前的準(zhǔn)備工作，希望大家也有這個習(xí)慣。現(xiàn)在看一下一個仿真報告的完整內(nèi)容應(yīng)該包含哪些。

通過一個案例的學(xué)習(xí)能夠增進(jìn)同學(xué)們的了解過程。