第0章 緒論

2021-10-20 01:23:46 字數 3474 閱讀 8322

本人畢業於西安著名211通訊院校,正在合肥黃山路讀研。如果你之前見過我這個筆名陳老溼,應該就能立馬反應出我是誰了,嘿嘿嘿嘿。

本科讀通訊工程專業的我,學習了不少專業課程,但是上課的時候,是一科科學習,課程之間的關係沒有理解清楚,分散的知識沒有連成自洽的專業知識體系,導致常常在分析通訊問題時,不知道是自己**理解出問題。直到大三下學期時,看到楊學志的《通訊之道——從微積分到5g》,才得以讓自己的知識點連線成片。但是知識點連成片後,許多知識沒有通過**進行實踐,腦海中有許多問題浮現,比如:

(1)學習過的bpsk、dbpsk、qpsk、16qam等調製方式,用**來怎麼實現調製、解調過程呢?

(2)通道編碼、解碼**怎麼實現?比如最基本的線性分組碼、卷積碼,5g標準中的lpdc編碼、polar碼、以及這兩種碼字的對應解碼演算法?

(3)接收機是怎麼知道訊號的載波頻率的?是估計出來的嗎?沒估計准有什麼影響?還是傳送端直接告訴的?傳送端告訴的時候,接收端沒收到怎麼辦?

(4)接收機怎麼知道訊號來或者沒來呢?怎麼判斷來沒來呢?

(5)匹配濾波器到底是什麼?和我們之前學習過的低通濾波器、高通濾波器等這類濾波器又有什麼區別?濾波器怎麼在**中進行實現?

(6)在awgn(加性高斯白雜訊)通道**是最常見的情況,可是如果仿萊斯通道、瑞利通道呢,或者是沒見過的通道,要怎麼**,來看一看對訊號傳輸的影響?

(7)ofdm、mimo等技術怎麼通過matlab來**?

(8)擴頻通訊的優勢在**?怎麼通過matlab****?

(9)高頻電子線路學習過的鎖相環電路,怎麼轉換成數字形式和**形式,並加入到通訊的**中?

(10)都卜勒頻偏、訊號的隨機相位對接收機的解調有什麼影響?

(11)幀同步、載波同步、位同步怎麼在**中實現?

**學習要有乙個自己總結與內化的過程,不然就容易以為自己處處都好像懂,其實根本就沒學懂,這是大實話。**輸出是最好的學習方式,因此,本人以總結筆記的形式將自己**過程中的所思所得、還有**附上給各位小夥伴參考,希望對正在通訊**道路迷茫的同學們有所幫助。

第1章:調製解調

bpsk數據機**:包括如何尋找最佳取樣點?誤位元速率**曲線怎麼畫?低通濾波器、匹配濾波器怎麼加等等內容。在此基礎上,便可以繼續學習qpsk、8psk、16qam的**了。i路、q路的概念有沒有?或者直接採用複數形式的訊號進行**,更加簡便。(但請注意,實際在空中飛的訊號都是實數的)

第2章:通道編碼、解碼演算法

以(7,4)漢明碼這種線性分組碼為例 ,卷積碼以(2,1,7)編碼為例,維特比演算法解碼。

在學完前兩章後,可以將調製與編碼的程式綜合在一起進行**,便可以回答**通道編碼是不是有增益?在相同的誤位元速率條件下,不同通道編碼帶來的增益有多少?**這非常有助於理解資訊理論、通道編碼、通訊原理等課程。

第3章:捕獲

接收端是如何知道訊號來了或者沒來?漏警概率,虛警概率的概念安排上?

本章將打算介紹時域的二維捕獲演算法,可以粗估計出訊號的都卜勒頻偏和最佳取樣點;頻域捕獲演算法將以pmf-fft演算法為例,進行**講解。有點難度,看情況更新,哈哈哈哈哈哈哈。

第4章:同步

捕獲和同步都是最難的部分,是真的太難了,我琢磨了有一段時間了,但我還沒有完全理清楚

同步分為載波同步、位同步。載波同步是為相干解調做準備,不管是數字通訊還是模擬通訊,只要是相干解調,就要求接收端能提供乙個同頻同相的載波。

當然接收端採用非相干解調,就不需要同頻同相的載波了。鎖相環的matlab實現也將在本章進行介紹

第5章:解調

本章將以相干解調和非相干解調為例,來講解解調演算法。

第6章:擴頻通訊

m序列、gold序列的產生,擴頻訊號的擴頻、解擴等過程。

第7章:ofdm通道估計與均衡

第8章:ofdm同步技術

第9章:ofdm峰均比問題

第10章:位同步

位同步,也叫符號同步、定時同步、碼元同步,只有數字通訊才需要,數字通訊中不管是基帶傳輸還是頻帶傳輸都需要

這是因為數字通訊中,是用波形中的幾個取樣點去代替乙個符號,在接收端只需要對這些取樣點中的乙個進行判決,便可以恢復出這個符號

位同步技術主要分為兩種:

(1)傳統鎖相環技術:利用反饋控制原理改變時鐘的頻率和相位去是實現符號同步的調整。原理簡單,但存在本地時鐘頻率要求較高、不適合寬速率範圍的基帶碼元同步等不足。

這個技術,我還沒試驗過,之後若有機會搞懂再寫文章介紹。

(2)插值演算法位同步技術:不需要改變本地時鐘便可實現位同步時刻的調整,直接內插出最佳取樣點的相位與值。

本章首先聚焦在gardner環路的結構、設計、原理與matlab實現,隨後,將gardner環路運用到bpsk/qpsk的相干解調中,並測試其誤位元速率效能,與理論誤位元速率效能做對比。

第11章:mimo技術

目前計畫是上面這些內容,以實際更新內容為準。這篇文章也將時常更新,以方便你快速了解本專欄文章更新了哪些內容,方便你查閱與交流。

寫乙個通訊物理層**,需要有非常好的基礎知識,更需要將各科之間的知識點連線起來,比如《訊號與系統》《數字訊號處理》《通訊原理》《資訊理論》《通道編碼理論》《無線通訊》等等。下面推薦一些我看過的認為比較好的書。

(1)西電樊昌信版本的《通訊原理》,這本書可以說是暢銷祖國大江南北了。我當時使用的是張輝、龔麗娜的《現代通訊原理與技術》。

(2)楊學志的《通訊之道——從微積分到5g》,此書最大的特點就是能將本科學習過的課程連線起來,我已經多次推薦給學弟妹了,也非常適合通訊專業保研的學弟妹在保研面試前複習。

(3)斯克拉的《數字通訊——基礎與應用》,這書包含內容豐富,且講解通訊知識點非常透徹,尤其是mpsk與mfsk誤位元速率效能的比較、通訊鏈路分析等內容。我將在本專欄的文章多次提到此書,和(1)一起看,對通訊的理解會上乙個台階。

(5)西電楊俊、武奇生的《gps基本原理及其matlab**》講解c/a碼、p碼的原理很清晰,還有部分matlab**,非常適合理解擴頻碼和數字鎖相環的原理。

本專欄講解過程中,將按照物理層通訊從發端到收端的過程,講解清楚每個模組的理論知識,並給出我所知道的各模組的不同**實現形式,整個過程講解完後,最後附上完整**供你享用。如遇到特殊情況,可能只貼上部分,或者根據讀者需求進行貼上。

特別感謝一開始提到的實驗室的王博士、以及我機緣巧合認識的蔡博士。本人雖學習興趣濃厚,但能力有限,且缺少大型工程專案實踐,不足甚至錯誤之處,真的在所難免,歡迎你批評指正。

也歡迎讀者朋友就相關技術問題與我交流,一起學習,共同進步。請你也別忘了把這篇文章分享給你身邊正在學習通訊專業的同學們,也許能夠幫到ta。這是《陳老溼·通訊matlab》**的第0章,期待下次更新見!

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