论文部分内容阅读
摘 要：在数字移动通信飞速发展的今天，所需的系统既要求传输数字化信令，又需要传输数字化信息，因此所用的系统需要数字调制技术。在数字信号的调制方式中，由于QPSK（四相移键控）具有频谱利用率较高，抗干扰性较强，而且在通信系统上实现也较为简单等特点，使得它在卫星数字信号调制方式、数字电视技术、HFC网络的用户线缆等方面得到了广泛的应用。
关键词：Matlab；DQPSK
现代通信的发展给所有的人带来了许许多多的便捷和利益。现代的通信系统需要数字调制技术，需满足这几点要求：①误码率低；②具有较强的抗干扰能力；③频率利用率高。
DQPSK调制方式在各方面都有优势，它能很好的抵御非线性效应，并且在调制强度上，之所以比起其他调制方式更加具有优势，是因为它近乎恒定包络。DQPSK调制其频谱宽度比较窄，而且它对频谱的利用率也比较高。与其他调制方式相比，在信息速率相同的情况下，它的码元速率仅为二进制信号的1/2。同时，DQPSK的接收灵敏度相比于OOK调制高不少。
一、DQPSK通信系统方案设计
在所进行的研究中，主要是对差分四相移相键控通信系统进行了设计。在整个方案设计过程里，系统开发小组成员经过讨论，初具开发思路。系统方案需要结合通信的相关知识，并为整个通信系统的功能进行划分。其中，子通信系统的功能也需要被划分清楚，以达到由整化简的目的，从而将整个设计过程更加简化。在方案制定的过程中，研发者需对整个通信系统产生的信号间存在的联系以及作用进行详细的分析，并需选择与之相符的型号和元件完成通信系统的构成。同时，绘制相对应的通信网络图以保证系统方案完整性。此后，开发者需通过软件来对各部分模块进行测试及调整，最后用示波器来观察各个波形，从而得到与之对应的参数。在系统测试的基础上，开发者得到相应的数据信息，以保证对通信系统进行优化、改进、完善，这样就能够确保通信系统达到最佳的理想状态。
系统方案主要分为三个部分：第一部分是介绍串并通信系统，主要讲解系统的构成，并且说明输入信号由串行变为并行之后碼元速率所产生的变化，同时说明码元同步的要素；第二部分主要是对差分编码通信系统进行设计，首先是了解格雷差分编码所要遵守的原则，同时对格雷码和自然码之间存在的联系进行分析，从而来获得方程，然后进行通信系统的设计；第三部分主要是介绍其调制原理和实现调制通信系统的要素，然后通过Matlab仿真，验证它的准确性。
另外，在调制通信系统中，可用来调制的正交载波有2种，其一的载波相位是0、pi/2、pi、3pi/2；其二为pi/4、3pi/4、5pi/4、7pi/4。这两种方式各有各的特性和优缺点。
通过QPSK信号分析，全数字QPSK调制=端成形滤波器，并对调制端NCO进行整合。信号源参数设置、调制与解调模块参数设置、信道参数设置、误码计算仪参数设置等都是理想的数字调制内容。此后，全数字QPSK解调则需要解调端带通采样技术、解调端载波同步原理、解调端位同步原理等内容的支持。QPSK系统误码率的MATLAB仿真过程需要FPGA的设计方法、QPSK调制部分核心模块、QPSK解调部分核心模块、系统联合仿真等内容的共同支持。QPSK调制部分核心模块则涵盖了卷积码、成形滤波器、NCO等。而QPSK解调部分核心模块则涵盖了数字下变频、匹配滤波器、载波同步、位同步等。通信系统的硬件电路需要FPGA主芯片、A/D、D/A电路等共同整合而出。在所进行的设计里，其中比较关键的就是差分编码器设计，还有QPSK调制器的设计这两个内容，同时也是最难且最需要花费心思的两个部分，一般来说如果我直接按照格雷码的编码规则来设计差分编码器，就会因为它复杂的逻辑规则而花费太多时间，同时通信系统也会因为这种因素而被设计的太过复杂，不符合我们的设计要求，因而选择自然码的原则来设计，在它的输入端、输出端连接自然码、格雷码转换通信系统，就可以让它的关系更加简单，并且使通信系统得以优化。
二、结论
文章首先透过基于Matlab的DQPSK系统的基本概述提出整体研究思路，并结合通信技术的相关要素对DQPSK通信系统方案设计进行研究，最后得出对应的结论，以佐证全文研究及论点。实际上，DQPSK通信系统除了需要MATLAB的仿真效果，还需要正弦载波数字调制系统的二进制振幅键控、二进制频移键控、二进制相移键控等二进制数字调制技术进行辅助开发。对于二进制外的数字调制系统，多进制数字调制系统能对数字幅度及频率进行调制。仿真结果则需要依靠理想信道下的仿真、高斯信道下的仿真、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真等进行整体仿真分析。因此，文章未来的研究方向可集中于这几个关键模块。
参考文献：
[1]孙锦华，朱吉利，吴小钧.导频和软信息联合辅助的短突发SOQPSK载波同步[J].西安电子科技大学学报，2013（04）.
[2]史治平，唐发建，晏辉，龚万春.极低信噪比下的导频联合编码辅助载波同步算法[J].电子与信息学报，2011（10）.
[3]赵旦峰，朱铁林，薛睿.迭代系统中差分MSK软解调算法[J].计算机工程与应用，2011（27）.
[4]晏辉，唐发建，张忠培.一种基于低码率LDPC码的编码与导频联合辅助载波同步算法[J].电子与信息学报，2011（02）.
[5]孙锦华，王雪梅，吴小钧.短突发传输系统的联合导频和迭代译码载波同步[J].西安电子科技大学学报，2014（01）.
作者简介：袁珊，四川长江职业学院。
关键词：Matlab；DQPSK
现代通信的发展给所有的人带来了许许多多的便捷和利益。现代的通信系统需要数字调制技术，需满足这几点要求：①误码率低；②具有较强的抗干扰能力；③频率利用率高。
DQPSK调制方式在各方面都有优势，它能很好的抵御非线性效应，并且在调制强度上，之所以比起其他调制方式更加具有优势，是因为它近乎恒定包络。DQPSK调制其频谱宽度比较窄，而且它对频谱的利用率也比较高。与其他调制方式相比，在信息速率相同的情况下，它的码元速率仅为二进制信号的1/2。同时，DQPSK的接收灵敏度相比于OOK调制高不少。
一、DQPSK通信系统方案设计
在所进行的研究中，主要是对差分四相移相键控通信系统进行了设计。在整个方案设计过程里，系统开发小组成员经过讨论，初具开发思路。系统方案需要结合通信的相关知识，并为整个通信系统的功能进行划分。其中，子通信系统的功能也需要被划分清楚，以达到由整化简的目的，从而将整个设计过程更加简化。在方案制定的过程中，研发者需对整个通信系统产生的信号间存在的联系以及作用进行详细的分析，并需选择与之相符的型号和元件完成通信系统的构成。同时，绘制相对应的通信网络图以保证系统方案完整性。此后，开发者需通过软件来对各部分模块进行测试及调整，最后用示波器来观察各个波形，从而得到与之对应的参数。在系统测试的基础上，开发者得到相应的数据信息，以保证对通信系统进行优化、改进、完善，这样就能够确保通信系统达到最佳的理想状态。
系统方案主要分为三个部分：第一部分是介绍串并通信系统，主要讲解系统的构成，并且说明输入信号由串行变为并行之后碼元速率所产生的变化，同时说明码元同步的要素；第二部分主要是对差分编码通信系统进行设计，首先是了解格雷差分编码所要遵守的原则，同时对格雷码和自然码之间存在的联系进行分析，从而来获得方程，然后进行通信系统的设计；第三部分主要是介绍其调制原理和实现调制通信系统的要素，然后通过Matlab仿真，验证它的准确性。
另外，在调制通信系统中，可用来调制的正交载波有2种，其一的载波相位是0、pi/2、pi、3pi/2；其二为pi/4、3pi/4、5pi/4、7pi/4。这两种方式各有各的特性和优缺点。
通过QPSK信号分析，全数字QPSK调制=端成形滤波器，并对调制端NCO进行整合。信号源参数设置、调制与解调模块参数设置、信道参数设置、误码计算仪参数设置等都是理想的数字调制内容。此后，全数字QPSK解调则需要解调端带通采样技术、解调端载波同步原理、解调端位同步原理等内容的支持。QPSK系统误码率的MATLAB仿真过程需要FPGA的设计方法、QPSK调制部分核心模块、QPSK解调部分核心模块、系统联合仿真等内容的共同支持。QPSK调制部分核心模块则涵盖了卷积码、成形滤波器、NCO等。而QPSK解调部分核心模块则涵盖了数字下变频、匹配滤波器、载波同步、位同步等。通信系统的硬件电路需要FPGA主芯片、A/D、D/A电路等共同整合而出。在所进行的设计里，其中比较关键的就是差分编码器设计，还有QPSK调制器的设计这两个内容，同时也是最难且最需要花费心思的两个部分，一般来说如果我直接按照格雷码的编码规则来设计差分编码器，就会因为它复杂的逻辑规则而花费太多时间，同时通信系统也会因为这种因素而被设计的太过复杂，不符合我们的设计要求，因而选择自然码的原则来设计，在它的输入端、输出端连接自然码、格雷码转换通信系统，就可以让它的关系更加简单，并且使通信系统得以优化。
二、结论
文章首先透过基于Matlab的DQPSK系统的基本概述提出整体研究思路，并结合通信技术的相关要素对DQPSK通信系统方案设计进行研究，最后得出对应的结论，以佐证全文研究及论点。实际上，DQPSK通信系统除了需要MATLAB的仿真效果，还需要正弦载波数字调制系统的二进制振幅键控、二进制频移键控、二进制相移键控等二进制数字调制技术进行辅助开发。对于二进制外的数字调制系统，多进制数字调制系统能对数字幅度及频率进行调制。仿真结果则需要依靠理想信道下的仿真、高斯信道下的仿真、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真等进行整体仿真分析。因此，文章未来的研究方向可集中于这几个关键模块。
参考文献：
[1]孙锦华，朱吉利，吴小钧.导频和软信息联合辅助的短突发SOQPSK载波同步[J].西安电子科技大学学报，2013（04）.
[2]史治平，唐发建，晏辉，龚万春.极低信噪比下的导频联合编码辅助载波同步算法[J].电子与信息学报，2011（10）.
[3]赵旦峰，朱铁林，薛睿.迭代系统中差分MSK软解调算法[J].计算机工程与应用，2011（27）.
[4]晏辉，唐发建，张忠培.一种基于低码率LDPC码的编码与导频联合辅助载波同步算法[J].电子与信息学报，2011（02）.
[5]孙锦华，王雪梅，吴小钧.短突发传输系统的联合导频和迭代译码载波同步[J].西安电子科技大学学报，2014（01）.
作者简介：袁珊，四川长江职业学院。