【正文】 （2)tcos()nTt(gA)t(s nSnMQ ??????1） 式中 是基帶信號幅度， 是寬度為 的單個基帶信號波形。該 L 電平的基帶信號還要經過預調制低通濾波器，是為了抑制已調信號的帶外輻射，經過 LPF 后形成 X(t)和 Y(t)，再分別對同向載波和正交載波相乘，最后將兩路信號加即得到 QAM 信號。通常用星座圖來描述 QAM 信號的空間分布狀態(tài)。在圖 23(b)中信號點的分布成星型，故稱為星型 16QAM 星座。2L?7xyA Ayx16QAM 16PSK圖 25 16QAM 和 16PSK 的星座圖當 M=16 時，可以計算得出 ， ， ＞ ，星座圖中，?QAM16d?PSK16dQAM16dPSK16兩個信號點距離越大，在噪聲干擾使信號圖模糊的情況下，要求分開兩個可能信號點越容易辦到。因為相位正交分量上的信號能被相干判決極好的分離，所以易于通2kM?過 PAM 的誤碼率確定 QAM 的誤碼率。如果使用最佳距離量度進行判決的最佳判決器，可以求出任意Mk?1 誤碼率的嚴格上限 20)1(321?????????NEQPavM (29)0)(4kavb其中 是每比特的平均信噪比。 Simulink 模塊 Simulink的模塊分為兩大類，一類是基本模塊，另一類是與應用領域相關的模塊。圖31 通信系統(tǒng)仿真模塊 Simulink 建模與仿真建模的步驟如下： （1）首先確定一個設計的系統(tǒng)框圖，這個系統(tǒng)框圖是描述系統(tǒng)的基本結構、信號流向、子系統(tǒng)信號的輸入與輸出、子系統(tǒng)之間的接口以及系統(tǒng)運行所需的控制等。10 （3）單擊 Simulink 模塊庫窗口左上角的 File 菜單下的新建模型或空白模型按鈕打開一個名為 Untilied 的空白模型窗口?；蛘呤怯檬髽诉x中源模塊，按下 Ctrl 鍵的同時單擊目標模塊。設置仿真參數(shù)和選擇解法器之后，就可以啟動仿真而運行。本文就以16QAM為例，利用Simulink模塊實現(xiàn)QAM 調制、解調通信系統(tǒng)建模并進行仿真。而且16QAM調制Mlog2是由兩路相互獨立的信號進行調制，一個16QAM碼元寬度是基礎信號的2倍。系統(tǒng)首先將輸入的偽隨機序列分成兩路并將其中的一路直接按整數(shù)因子2抽取，然后進行一個單位的延時，這樣便得到了原隨機序列的奇數(shù)碼元；對于另外一路則先進行延遲然后進行采樣便可得到原序列的偶數(shù)碼元。 2/4 電平轉換模塊對于 2/4 電平的轉換，其實是將輸入信號的 4 種狀態(tài)（ 00,01,10,11）經過編碼以后為相應的 4 電平信號。如此一來便可以得到下面的結果：當ab=00 時 輸出： y=2 + 1=3；ab=01時 y=2 + 1=1；ab=10時 y=2 + 1 =1；ab=11時 y=2 + 1 =3；由以上關系式得出：在設計2/4電平轉換模塊的時候，需要先將輸入信號再次進行串并轉換，然后每路信號做一個簡單的判決，再用一個相加模塊便可實現(xiàn)2/4電平的轉換功能。由于系統(tǒng)要求載波頻率為 ，所以兩載波信號發(fā)生器的參數(shù)設置如下所示：：Amlitude: 1 ：Amlitude:1twcos twcsinBias: 0 Bias: 0Frequency（rad/sec）:76800*2*pi Frequency(rad/sec)：76800*2*piPhase(rad): pi/2 Phase(rad): 0Sample time： 1/768000 Sample time：1/768000 對于離散時間信號發(fā)散圖示波器，這里做了一個子系統(tǒng)如圖37所示：15圖37 離散時間信號發(fā)散圖示波器上圖中先將兩路正交的信號和成一個復信號后，經離散采樣加入到了信號發(fā)散圖示波器，就可以得到原始信號的星座圖。16圖39 16QAM的星座圖 QAM 解調模塊 建模與仿真 系統(tǒng)先前所得的16QAM調制信號通過高斯白噪聲信道后便可以解調了。LPF的參數(shù)設定如下，輸出波形如310所示。4/2 電平判決子系統(tǒng)如圖 311 所示：圖 311 4/2電平轉換模塊 上圖中，對模擬信號做了常數(shù)為2的增益后，讓其通過了一個量化編碼器，再通過離散采樣以后便得到了標準的4電平數(shù)字信號。2x3y ??????3y。3yz2 這樣兩路二進制信號經并串轉換后，便完成了如表32所示的映射關系，也最終實現(xiàn)了4/2電平的轉換。本次仿真經并串轉換以后便最終實現(xiàn)了16QAM信號的解調，其波形如圖313 所示：圖313 16QAM解調輸出波形 上圖中，一三兩行為4/2判決器的輸出，第二行為解調出的 16QAM最終信號。因此，利用多電平誤碼率的分析方法，可得到M進制 QAM的誤碼率為： (31) ])(1log3[)1(02nELerfcPbe??? 式中， ， 為每碼元能量， 為噪聲單邊功率譜密度。這一延時是通過錯誤率統(tǒng)計模塊實現(xiàn)的，系統(tǒng)總體框圖中Error Rate Calculation的參數(shù)設置如下所示：Receive delay: 8Computation delay: 0 Computation mode: Entire frame當信噪比超過50dB時，系統(tǒng)誤碼率早已為0，可見這一延時是沒有問題的。在取相同的碼元速率和載波速率的情況下，設計出2DPSK調制解調系統(tǒng)如圖318下所示：圖318 2DPSK調制解調系統(tǒng)框圖23 2DPSK采用的是差分相干解調的方法，不需要做載波恢復。熟練掌握了Simulink軟件在通信系統(tǒng)設計與仿真中的基本步驟與方法。從仿真結果看，在相同信噪比的條件下，16QAM的加性白噪聲的功率遠大于2DPSK的加性白噪聲的功率，故16QAM調制解調系統(tǒng)一般工作在大信噪比的環(huán)境下，其誤碼率將很小，也就是說，兩個系統(tǒng)在同等噪聲條件下，16QAM的抗噪聲性能是相當優(yōu)越的。感謝李文鑫老師在我完成畢業(yè)設計的過程中，在仿真方面給予我悉心的指導和幫助。這次特別感謝我的室友，在電腦方面給予我莫大的便利和幫助，大學的求學時光給我留下了美好的回憶，它將成為我今后人生旅途的新起點。也感謝其他各位任課老師，他們豐厚的知識積累和敬業(yè)精神，給予了我很多的教益。這里面有任課老師們傳授的知識結晶，更有我的論文指導老師的耐心點撥和誠懇建議，正是在王安梅老師不遺余力的幫助下，論文的思路從混亂到清晰，材料從冗雜到精到，語言從瑣碎到凝練，一步步接近成熟。通過對16QAM調制解調系統(tǒng)的抗噪聲性能進行分析仿真，得到了16QAM 系統(tǒng)的誤碼率曲線，曲線趨勢與理論曲線基本一致。244 總結本文重點是研究現(xiàn)代數(shù)字調制技術QAM的調制與解調，基于Matlab之Simulink通信仿真軟件，以16QAM調制解調系統(tǒng)為例進行設計與仿真，實現(xiàn)了QAM 系統(tǒng)的調制與解調，最后與2DPSK系統(tǒng)進行了比較。在仿真過程中有許多的因素決定著16QAM 調制解調系統(tǒng)的抗噪聲性能，例如濾波器的性能以及它的通頻帶的設計、抽樣判決的位置、判決門限的設定和時間延遲等都或大或小的影響著它的結果。21圖316 M進制QAM的誤碼率曲線對16QAM抗噪聲性能仿真，由圖316所示的16QAM誤碼率曲線可以看出，當大信噪比（ ?16dB）時誤碼率為 級，對于個人計算機要計算到如此精度耗時過長，所以，在610?仿真過程中將只把精度計算到 級。圖 314 和 315 顯示了信道信噪比 SNR 為 10dB 時的 16QAM 信號星座圖和 4/2判決之前的眼圖。其中的脈沖序列發(fā)生器用來產生占空比為 的全一序列，而選擇器用來決定在哪一個時候輸出哪一路信號。0yz??????3y。此處三個量化編碼器的參數(shù)設置如下所示： 量化編碼器 2 Quantization partition: [ 0 ] Quantization codebook: [3