通信原理与matlab仿真之卫星通信与数字调制

先搞清楚理论，再来写程序哦。这就是磨刀不误砍柴工。

本章会涉及数字通信的基础知识，不要小看这些基础内容，都能够帮助你来了解《通信原理》里面相关章节的知识。

我用卫星通信中的内容来进行讲解，毕竟卫星通信现在是通信的主要方式之一！结合案例讲解知识比较能够吸引同学们的眼球！

卫星通信系统一般由中心站及网管中心与各种地球站组成。系统的传输通道包含控制信道和业务信道。控制信道包括中心站向手持站发送的广播信道和手持站向中心站发送的申请信道。业务信道为网控中心采用全可变按申请分配体制，通信业务信道为单跳链路，中心站和手持站为单跳链路，地球站之间通信也为双跳链路。控制信道传送公路信令和短信业务，业务信道传送话音业务和随路信令。下面要讲的就是地球站中的通信算法。

基础知识准备

数字调制是构成频谱有效和功率有效的移动通信系统的关键技术之一，应该具有下列技术特性：

1.紧凑的功率谱。移动通信是多波道同时工作的系统，调制信号功率谱带外辐射对邻波道产生干扰。从系统设计角度，即使是在严重衰落时，必须使信号与邻道辐射功率比大于20dB。另一方面，UHF频段的快瑞利衰落深度可达40～60dB，所以要求已调信号的邻道干扰低于有用信号60～80dB。窄的调制信号功率谱还有利于减轻实现限带传输的压力。

2.高的频谱效率。移动通信中，高质量语音或高速数据传输需要高效率的信号方式。为了充分利用可用频谱，提高实际系统的窄带性能，要求限带信号通过非线性功率放大器以后，其边带频谱再生和正交串扰尽可能小。

3.抗干抗能力强。移动通信环境以衰落、干扰和噪声为特点。衰落影响则包括多径传播、多谱勒频移、频率选择性(时延扩散)衰落和阻档衰耗等。根据移动通信话音质量标准，模拟调频系统同频干扰防护比(C/I)取17~18dB，数字系统取9~13dB。这就是说，根据抗衰落和干扰，特别是抗同频干扰能力优选调制方式，可以使数字蜂窝移动通信系统比模拟系统具有更强的抗同频干扰(CCI)的能力，可以减小同频复用距离，提高波道利用率，降低发射功率，简化设计技术要求。

4.能接受差分检测。一般地说，在稳态高斯噪声和瑞利衰落信道，相干检测有稳定性能，并获得1～3dB功率增益。但在移动通信环境中，多径传播、多普勒频移以及过量的相位噪声的伤害，使相干检测性能变差。例如，在多普勒频移为15～100Hz，比特速率1.2～50kb/s的窄带系统中，多普勒影响不能忽略，相干检测并非最佳（这就意味着在采用锁相环方式中环路残留频偏不应该超过100Hz）。差分检测不需要载波恢复，能实现快速同步和再同步，获得好的误码性能，所以被越来越多地应用于窄带数字蜂窝系统和突发工作的NB-TDMA系统中。

5.电源效率高。这里对数字调制信号提出了矛盾的要求，即通过丙类功率放大器以后，即能提高电源效率，又能最大限度地保留在线性信道中获得的功率和频谱性能。若干恒包络调制，如MSK、GMSK和TFM等，在非线性信道中保持较小的失真，但这些本质上是二电平数字调制的信号，不易获得更高的频谱效率。

休息一下！

Pi/4DQPSK已被建议为北美和日本数字蜂窝系统的信号标准。在常规的差分四相相移键控(DQPSK)系统中，存在着Pi的相位翻转或滤波信号的100%的包络起伏，限带信号由于非线性放大器AM/AM和AM/PM转换效应导致可观的边带频谱扩散，邻道干扰增大和滤波作用抵消。因此，在包括移动通信等的许多情况下，DQPSK的功率和频谱性能不是吸引人的。参差四相相移键控(OQPSK)信号用于减小滤波信号包络起伏，码元的相位跳变只有0和士Pi/2，没有Pi相位跳变，经滤波及硬限幅后的功率谱旁瓣恢复较小。但是，OQPSK不能接受差分检测。与DQPSK相比，Pi/4DQPSK有较小的包络起伏。例如，在限带信道中，当滚降因子为0.3～0.5时，前者的峰值因素比后者大0.5～0.7dB，两者通过丙类功放以后，DQPSK有更大的频谱恢复，5阶以上的互调分量比Pi/4DQPSK高2～5dB。Pi/4DQPSK是开发更高频谱效率信号方式的基础，但与恒包络调制相比，其缺点是需要线性功率放大或付之以线性化措施。

这些就是我当年写程序前的准备工作，希望大家也有这个习惯。现在看一下一个仿真报告的完整内容应该包含哪些。

通过一个案例的学习能够增进同学们的了解过程。