好书分享之通信经典《Contemporary ...... MATLAB》(3)线性数字调制
之前给了书籍和模拟调制的代码!书籍代码和本人写的代码!本人代码只限于模拟通信,数字通信的内容见本文!经过四个月的整理,终于在2024年12月和大家见面了。本人写的代码是在学生写的基础上修订完成。之前给学生讲解了每个程序,顺道将代码改成了本人的编写风格,当然也加入了一些实际“因素”!这些因素恰恰是工作中会遇到的!先看书籍代码中的内容!提醒:原先程序存在很多不规范之处,修改后方能运行!本内容已经归入目录《书籍》中!函数名修改正确!但书中没有AM解调程序!那我来给大家补充了!为什么需要补充程序呢?是为了让大家能够知道在实际中如何使用这些知识!从BPSK开始讲起!这是最基础也是非常重要的内容!先看看涉及数字通信涉及的章节内容!知识的难度在加大,趣味性也在增加!想学那就赶紧的!学懂了模拟调制技术也算是通信入门了!不过数字调制技术的难度远大于模拟调制技术,看了本人写的代码自然就明了。请大家看看这个系列经典程序,里面包含了本书5、6、7章的很多内容,值得大家细看!PAM信号不在实际中使用,但确实是理论研究的基础!很多调制方式可以等效成PAM形式的组合。打开文章后,底部会出现合集目录。这个目录里面的文章所包含的代码是通信知识的最好实践!建议入门者好好学习!这些代码都是经过本人的调试,注释非常的全面,肯定对大家有帮助!很多内容还和产品相关,包含工程经验。加入了载波,于是将基带仿真提升到了中频仿真,也可以称为带通仿真!那有什么不同吗?大不同!等你下载了书中代码后,大概率会来看本人写的BPSK调制解调器系列文章!希望你能提出学习过程中的各种疑惑。我在课堂上一直要求学生提问题,可惜的是基本没有响应。没有思考肯定就不会有问题,那进步自然会很慢!网上的读者则不断的和我交流,点赞!在仿真通信系统时,通带模型和基带模型是两个基础模型。其中,通带模型会用中频波形样本表示发射信号、信道噪声以及接收信号。因为要模拟射频载波的每个细节,所以这个模型会占用更多内存,花费更多时间。 而其等效的基带模型呢?它只关注符号采样时刻的符号值及残留频偏(无载波)。和通带模型相比,它占用内存少,计算量小,能在很短时间内得出结果。这种模型在零频率附近工作,抑制了射频载波,所以模拟所需的样本数量大幅减少,更适合用于性能分析仿真,同时更适用于含有编译码的仿真。 1. 零中频接收机
原理概述:
零中频接收机通过单次混频操作,将射频信号直接下变频到基带(0 Hz附近),不经过中频信号处理。混频后得到的基带信号由I(同相)和Q(正交)分量组成,可直接用于数字解调或进一步处理。 - 信号与本地振荡器(LO)信号混频,直接生成基带信号。
- 基带信号进入低通滤波器,随后由模数转换器(ADC)采样并传递到数字信号处理模块。
2. 超外差接收机
超外差接收机通过一次或多次混频操作,将射频信号转换到一个固定的中频频率(IF)。中频信号经过滤波和放大后,再次下变频到基带,用于解调。
零中频与超外差接收机各有特点,选择取决于具体应用需求: - 超外差则以其卓越的性能,在专业和高灵敏度应用中继续占据主导地位。
随着射频和数字技术的不断进步,这两种架构可能会进一步融合,为无线通信系统带来新的可能性。现在已经可以做到射频信号直接采样了!这可是二十年前的理想啊!
如果想对通信系统的上下变频部分进行仿真,那么只能采用通带模型!何为上下变频器?
CORDIC算法是一种高效的迭代算法,常用于计算三角函数、对数、指数等数学函数,以及旋转坐标的运算。以下是一个使用 MATLAB 编写的 CORDIC 算法仿真程序,用于计算正弦和余弦值。 这部分内容属于数字信号处理领域,不过和数字通信联系紧密。想学的同学可以去看下面的系列文章! 难度相当大,非专业人士切莫购买!因为要想看懂文章必须具备一定的通信理论基础。 我们在移动通信系统中进行了多次调制方式的改变:从QPSK到64QAM。
为了克服带宽扩展的瓶颈,调制方式的选择成为提升通信速率的另一关键。调制技术通过改变信号的振幅、相位等参数来承载更多的数据,从而提高传输速率。在无线通信中,我们通常选择不同的相位调制(如QPSK)和振幅调制(如QAM)方式来提高每个符号的传输信息量。256QAM也已经被引入到实际系统中了。从理论上讲,调制阶数越高,单位时间内可以传输的数据量就越大。然而,增加调制阶数也带来了显著的技术挑战——符号间的距离变小。在较高阶调制下,符号的相位和振幅差距变得更加细微,这使得信号在传输过程中更容易受到噪声和干扰的影响。高阶调制方式虽然提高了数据速率,但在低信噪比环境下,其误码率会急剧上升,导致信号的可靠性下降。例如,64QAM的调制方式可以在理论上提供更高的数据速率,但其对信号质量的要求也相应更高,通常需要较强的信噪比来维持稳定的传输。而QPSK则具有更强的抗干扰能力,即使在较低的信噪比条件下,仍能提供较为稳定的通信质量。 公 众号很多文章已经给出了MSK和GMSK的调制解调程序!难度很大哦!这些内容属于非线性调制,后续给出代码! 讲了这么多内容,请大家赶快下载书和代码开始学起来吧,下一篇文章再给出后续相关的代码!
模拟调制的代码和书籍中的仿真代码已经在前两篇文章里面分享了!
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