通信原理與matlab仿真之衛星通信與數字調制

先搞清楚理論，再來寫程序哦。這就是磨刀不誤砍柴工。

本章會涉及數字通信的基礎知識，不要小看這些基礎內容，都能夠幫助你來了解《通信原理》里面相關章節的知識。

我用衛星通信中的內容來進行講解，畢竟衛星通信現在是通信的主要方式之一！結合案例講解知識比較能夠吸引同學們的眼球！

衛星通信系統一般由中心站及網管中心與各種地球站組成。系統的傳輸通道包含控制信道和業務信道?？刂菩诺腊ㄖ行恼鞠蚴殖终景l送的廣播信道和手持站向中心站發送的申請信道。業務信道為網控中心采用全可變按申請分配體制，通信業務信道為單跳鏈路，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務，業務信道傳送話音業務和隨路信令。下面要講的就是地球站中的通信算法。

基礎知識準備

數字調制是構成頻譜有效和功率有效的移動通信系統的關鍵技術之一，應該具有下列技術特性：

1.緊湊的功率譜。移動通信是多波道同時工作的系統，調制信號功率譜帶外輻射對鄰波道產生干擾。從系統設計角度，即使是在嚴重衰落時，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40～60dB，所以要求已調信號的鄰道干擾低于有用信號60～80dB。窄的調制信號功率譜還有利于減輕實現限帶傳輸的壓力。

2.高的頻譜效率。移動通信中，高質量語音或高速數據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擾盡可能小。

3.抗干抗能力強。移動通信環境以衰落、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(時延擴散)衰落和阻檔衰耗等。根據移動通信話音質量標準，模擬調頻系統同頻干擾防護比(C/I)取17~18dB，數字系統取9~13dB。這就是說，根據抗衰落和干擾，特別是抗同頻干擾能力優選調制方式，可以使數字蜂窩移動通信系統比模擬系統具有更強的抗同頻干擾(CCI)的能力，可以減小同頻復用距離，提高波道利用率，降低發射功率，簡化設計技術要求。

4.能接受差分檢測。一般地說，在穩態高斯噪聲和瑞利衰落信道，相干檢測有穩定性能，并獲得1～3dB功率增益。但在移動通信環境中，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方式中環路殘留頻偏不應該超過100Hz）。差分檢測不需要載波恢復，能實現快速同步和再同步，獲得好的誤碼性能，所以被越來越多地應用于窄帶數字蜂窩系統和突發工作的NB-TDMA系統中。

5.電源效率高。這里對數字調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。若干恒包絡調制，如MSK、GMSK和TFM等，在非線性信道中保持較小的失真，但這些本質上是二電平數字調制的信號，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字蜂窩系統的信號標準。在常規的差分四相相移鍵控(DQPSK)系統中，存在著Pi的相位翻轉或濾波信號的100%的包絡起伏，限帶信號由于非線性放大器AM/AM和AM/PM轉換效應導致可觀的邊帶頻譜擴散，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起伏，碼元的相位跳變只有0和士Pi/2，沒有Pi相位跳變，經濾波及硬限幅后的功率譜旁瓣恢復較小。但是，OQPSK不能接受差分檢測。與DQPSK相比，Pi/4DQPSK有較小的包絡起伏。例如，在限帶信道中，當滾降因子為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，5階以上的互調分量比Pi/4DQPSK高2～5dB。Pi/4DQPSK是開發更高頻譜效率信號方式的基礎，但與恒包絡調制相比，其缺點是需要線性功率放大或付之以線性化措施。

這些就是我當年寫程序前的準備工作，希望大家也有這個習慣?，F在看一下一個仿真報告的完整內容應該包含哪些。

通過一個案例的學習能夠增進同學們的了解過程。