【正文】 摘要 隨著無線通信頻帶日趨緊張，研究和設(shè)計(jì)自適應(yīng)信道調(diào)制技術(shù)體制是建立寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。正交振幅調(diào)制技術(shù)（QAM）是一種功率和帶寬相對(duì)高效的信道調(diào)制技術(shù),因此在大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在移動(dòng)通信中，隨著微蜂窩和微微蜂窩的出現(xiàn)，使得信道傳輸特性發(fā)生了很大變化。過去在傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)中不能應(yīng)用的正交振幅調(diào)制也引起了人們的重視。 。然后利用Simulink對(duì)16QAM調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,不但得到了信號(hào)在加噪前后的星座圖、眼圖，而且在信噪比變化條件下,得到了16QAM系統(tǒng)的誤碼率。最后，在簡(jiǎn)單做了一個(gè)2DPSK系統(tǒng)仿真之后，將它與16QAM系統(tǒng)進(jìn)行了比較，并得出了16QAM是一種相對(duì)優(yōu)越的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)這一結(jié)論。 關(guān)鍵詞：QAM SIMULINK 仿真 2DPSK 誤碼率 ABSTRACT The research and design of adaptable channel modulation system is one of the key techniques in building a broadband mobile munication network with increasing shortage of wireless munication frequencyband. Because quadrature amplitude modulation (QAM) is efficient in power and bandwidth, it has been used widely in field of largecapacity digital microwave munication systems, highspeed data transmission cable television network and satellite mobile munications, with the appearance of microand picocell,channel transmission characteristics have made great changes. The quadrature amplitude modulation which can not be applied to the traditional cellular systems in the past has also attracted much attention. This article briefly introduce how QAM modulation and demodulation system and , we not only get the the signal constellation before and after adding noise, eye pattern, but also the BER with the changing conditions in the SNR. Finally, after a simple simulation of 2DPSK system,we made a parition with the 16QAM system and get a conclusion that 16QAM is a relatively superior modulation and demodulation system. Keywords: QAM Simulink Simulation 2DPSK BER 目錄第一章　 緒　 論 5１．１ＱＡＭ簡(jiǎn)介 51. 2 SIMULINK 51. 3 SIMULINK與通信仿真 6第二章 正交振幅調(diào)制 7２．１　MQAM信號(hào)的星座圖 72. 2 QAM的調(diào)制解調(diào)原理 92. 3 QAM的改進(jìn)方案 11第三章 SIMULINK概述 123. 1 SMULINK簡(jiǎn)介 12 Simulink的功能 12 Simulink的特點(diǎn) 13 Simulink的應(yīng)用領(lǐng)域 143. 2 Simulink基本模塊庫介紹 14 Simulink的啟動(dòng) 14 Simulink的基本模塊庫介紹 15 Simulink簡(jiǎn)單模型的建立 17 Simulink仿真的運(yùn)行 20 Simulink 的Communications Blockset （通信模塊集）介紹 24第四章 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與仿真 27 16QAM 調(diào)制模塊的模型建立與仿真 29 信號(hào)源 29 串并轉(zhuǎn)換模塊 29 2/4電平轉(zhuǎn)換模塊 31 其余模塊 33 調(diào)制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 33 16QAM解調(diào)模塊的模型建立與仿真 35 相干解調(diào) 35 4/2電平判決 36 并串轉(zhuǎn)換 38 其它模塊 39第五章 16QAM抗噪聲性能研究 41 16QAM抗噪聲性能仿真 42 16QAM與2DPSK系統(tǒng)抗噪聲性能比較 43第六章 結(jié)論與總結(jié) 45 本文總結(jié) 45 不足與展望 46第七章 結(jié)束語 47參考文獻(xiàn) 48 　　　 第一章　 緒　 論　　　　　 １．１ＱＡＭ簡(jiǎn)介 在現(xiàn)代通信中，提高頻譜利用率一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。近年來，隨著通信業(yè)務(wù)需求的迅速增長(zhǎng)，尋找頻譜利用率高的數(shù)字調(diào)制方式已成為數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研究的主要目標(biāo)之一。正交振幅調(diào)制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一種頻譜利用率很高的調(diào)制方式，其在中、大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在移動(dòng)通信中，隨著微蜂窩和微微蜂窩的出現(xiàn)，使得信道傳輸特性發(fā)生了很大變化。 過去在傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)中不能應(yīng)用的正交振幅調(diào)制也引起人們的重視。QAM數(shù)字調(diào)制器作為DVB系統(tǒng)的前端設(shè)備，接收來自編碼器、復(fù)用器、DVB網(wǎng)關(guān)、視頻服務(wù)器等設(shè)備的TS流，進(jìn)行RS編碼、卷積編碼和QAM數(shù)字調(diào)制，輸出的射頻信號(hào)可以直接在有線電視網(wǎng)上傳送，同時(shí)也可根據(jù)需要選擇中頻輸出。它以其靈活的配置和優(yōu)越的性能指標(biāo)，廣泛的應(yīng)用于數(shù)字有線電視傳輸領(lǐng)域和數(shù)字MMDS系統(tǒng)。作為國(guó)際上移動(dòng)通信技術(shù)專家十分重視的一種信號(hào)調(diào)制方式之一，正交振幅調(diào)制（QAM）在移動(dòng)通信中頻譜利用率一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一，隨著微蜂窩（Microcell）和微微蜂窩（Picocell）系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得信道的傳輸特性發(fā)生了很大變化，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間通常具有很強(qiáng)的支達(dá)分量，以往在蜂窩系統(tǒng)中不能應(yīng)用的但頻譜利用率很高的WAM已引起人們的重視，許多學(xué)者已對(duì)16QAM及其它變型的QAM在PCN中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛深入地研究。1. 2 SIMULINK Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可 以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 1. 3 SIMULINK與通信仿真 仿真是衡量系統(tǒng)性能的工具，它通過仿真模型的仿真結(jié)果來推斷原系統(tǒng)的性能，從而為新系統(tǒng)的建立或原系統(tǒng)的改造提供可靠的參考。仿真是科學(xué)研究和工程建設(shè)中不可缺少的方法。 實(shí)際的通信系統(tǒng)是一個(gè)功能結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)作出的任何改變都可能影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定。而Simulink作為Matlab提供的用于對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的工具包，提供了仿真所需的信源編碼、糾錯(cuò)編碼、信道、調(diào)制解調(diào)以及其它所用的全部庫函數(shù)和模塊。可見，不管對(duì)任何復(fù)雜的通信系統(tǒng)，用Simulink對(duì)其仿真都是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 第二章 正交振幅調(diào)制 數(shù)字調(diào)制具有3種基本方式：數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制、數(shù)字相位調(diào)制，這3種數(shù)字調(diào)制方式都存在不足之處，如：頻譜利用率低、抗多徑抗衰弱能力差、功率譜衰減慢、帶外輻射嚴(yán)重等。為了改善這些不足，近幾十年來人們不斷提出一些新的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)，以適應(yīng)各種通信系統(tǒng)的要求。其主要研究?jī)?nèi)容圍繞著減小信號(hào)帶寬以提高信號(hào)頻譜利用率；提高功率利用率以增強(qiáng)抗噪聲性能；適應(yīng)各種隨參信道以增強(qiáng)抗多徑抗衰落能力等。例如，在恒參信道中，正交振幅調(diào)制（QAM）方式具有高的頻譜利用率，因此正交振幅調(diào)制（QAM）在衛(wèi)星通信和有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。所謂正交振幅調(diào)制是用兩個(gè)獨(dú)立的基帶波形對(duì)兩個(gè)互相正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制。在這種調(diào)制中，已調(diào)載波的振幅和相位都隨兩個(gè)獨(dú)立的基帶信號(hào)變化。采用多進(jìn)制正交振幅調(diào)制，可記為MQAM（M2）。增大M可提高頻率利用率，也即提高傳輸有效性。下面介紹MQAM的基本原理。 ２．１　MQAM信號(hào)的星座圖MQAM信號(hào)表示式可寫成 ()其中，Ai和Bi是振幅，表示為 ()其中，i,j=1,2,…，L，當(dāng)L=1時(shí)，是4QAM信號(hào)；當(dāng)L=2時(shí)，是16QAM信號(hào)；當(dāng)L=4時(shí)，是64QAM信號(hào)。選擇正交的基本信號(hào)為 () 在信號(hào)空間中MQAM信號(hào)點(diǎn) (i,j=1,2,…,L) () ，這是一種矩形的MQAM星座圖。 MQAM信號(hào)星座圖為了說明MQAM比MPSK具有更好的抗干擾能力，這兩個(gè)星座圖表示的信號(hào)最大功率相等，相鄰信號(hào)點(diǎn)的距離d1，d2分別為： 2DPSK 16QAM 結(jié)果表明，d2d1。合理地比較兩星座圖的最小空間距離應(yīng)該是以平均功率相等為條件?？梢宰C明，在平均功率相等條件下。星座圖中，兩個(gè)信號(hào)點(diǎn)距離越大，在噪聲干擾使信號(hào)圖模糊的情況下，要求分開兩個(gè)可能信號(hào)點(diǎn)越容易辦到。因此16QAM方式抗噪聲干擾能力優(yōu)于16PSK。 16QAM和16PSK的星座圖 MQAM的星座圖除正方形外，還有圓形、三角形、矩形、六角形等。星座圖的形式不同，信號(hào)點(diǎn)在空間距離也不同，誤碼性能也不同。MQAM和MPSK在相同信號(hào)點(diǎn)數(shù)時(shí)，功率譜相同，帶寬均為基帶信號(hào)帶寬的2倍。 2. 2 QAM的調(diào)制解調(diào)原理。在