移动通信中的数字调制技术.docxVIP

移动通信一般是指通信双方至少有一方在移动的情况下进行信息传输和交换。我们常见的移动通信系统有蜂窝移动通信系统，寻呼系统，移动卫星通信系统，移动集群通信系统和无绳电话系统等。 现代无线通信起源于19世纪赫兹的电磁波辐射实验，使人们认识到电磁波和电磁波能量是可以控制发射的。1928年，一名Purdue大学的学生发明了工作于2 MHz的超外差无线电接收机，开始应用于底特律警察局。20世纪30年代全世界的移动通信系统都还采用幅度调制，30年代晚期，出现了第一个调频移动通信系统。二次大战极大地促进了移动通信的发展，1949年，美国联邦通信委员会（FCC，FederalCommunications Commission）正式确认移动通信是一种新的电信业务。在调频移动通信发展的初期，FM系统占有120 kHz的射频带宽，用于发射具有3 kHz的语音信号。为了提高频谱效率，1950年FCC把射频带宽降为60 kHz，1956年，FCC又在UHF波段上将信道带宽降为50kHz。20世纪60年代，由于FM技术的发展，信道带宽降为30 kHz，同时，可以在一个通信区域使用2个相邻信道。到了中期，模拟FM系统的频谱效率已提高到了第二次世界大战末期的4倍。 在移动通信系统中，目前使用的数字信号调制技术主要是对ASK,FSK和PSK基本数字调制技术的改进或综合，常使用两种数字调制方式：线性调制技术和恒包络调制技术。线性调制主要包括了：PSK，QPSK，DQPSK和多电平PSK等。这里所谓的线性是指这类调制技术要求通信设备从频率变换到放大和发射过程中保持充分的线性。这种方式可以获得较高的频谱利用率。恒包络调制主要包括MSK，GMSK，GFSK和TFM等。这类调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求，但频谱利用率通常低于线性调制技术。 本文介绍了移动通信系统的相关概念、移动通信系统中的几种典型调制技术，并利用MATLAB仿真工具对几种主要的调制技术进行了仿真验证，最后对仿真结果进行分析。全文共分五章： 第一章为绪论。介绍了通信仿真研究的实际意义和作用，通信仿真的研究现状课题研究背景并对本文的内容进行了安排和规划。 第二章是移动通信系统的介绍。介绍了移动通信发展的历史以及几种常用的方式。 第三章是数字通信系统的各种调制和解调方法的介绍。数字通信有多种调制方法，在幅度调制中，主要介绍了ASK的原理、公式、调制解调方法和框图以及ASK信号功率和误码率；在频率调制中，分别介绍了BFSK、MSK、GMSK三种方法的原理、调制解调方法和框图以及相对应的信号功率和误码率，其中后两种是从FSK基础上发展起来的改进方法；在相位调制中，主要介绍了BPSK、QPSK、OQPSK三种调制方法的原理、调制解调方法的框图以及对应的误码率等内容。 第四章为通信仿真概念和通信仿真相关软件的介绍。从通信仿真的一般概念入手，接着介绍仿真方法的三个步骤即仿真建模、仿真运行和仿真分析。随后对通信仿真软件MATLAB进行了介绍，包括Matlab的仿真功能、作用及一般的使用方法，以及相比较其他仿真软件MTALAB的特点和优势。此外，还介绍了MATLAB软件中的SIMULINK和通信工具包的使用。最后对用Matlab或者Simulink建立仿真模型的几种方法做了说明。 第五章是数字通信系统的仿真设计。 第六章为总结部分及对未来工作的展望。 2 移动通信 2．1移动通信的发展概况 移动通信系统到目前大致经历了以下几个阶段： 第一代移动通信系统：1971年2月，FCC接收Bell公司建立蜂窝移动通信系统HCMTS的建议，在850 MHz频段提供了 40 MHz频谱资源。HCMTS在1978年安装，1983年开始商业服务。HCMTS的建立在多个方面发展了蜂窝移动通信技术，并在20世纪80年代演变成了美国模拟系统的国家标准此同时，基于不同标准的其他模拟蜂窝移动通信系统也得到了很大的发展，具有代表性的是英国的TACS、日本的NAMTS、北欧的NMT。第一代移动通信系统的主要技术是模拟调频、频分多址，以模拟方式工作，使用频段为800／900 MHz。 第二代移动通信系统：90年代起，随着数字技术的发展，加上模拟系统在扩充信道容量时所遇到的系统精确控制、昂贵的系统投资以及抗干扰等问题，一些世界性的标准委员会选择了将数字系统作为第二代移动通信系统的基准。数字技术的引进最大的优点是他的抗干扰能力和潜在的大容量，DSP的发展使一些新的无线应用开始出现，如电子邮件、移动商务、金融管理等。国际上进入商用的数字蜂窝系统主要有欧洲的GSM、美国的DAMPS(IS-54，现在的IS-136)和CDMA(IS-95)、日本的PDC(个人数字蜂窝系统)。 第三代移动通信系统：由于第二代移动通信系统