【正文】 22 16QAM 頻帶利用率 根據(jù) 16QAM 信號如圖 5所示的調(diào)制原理框圖，可知若輸入的二進制代碼的信息速率為 Rb，則經(jīng)過串 /并轉(zhuǎn)換后每條路的信號碼速率都成為 Rb/2，但仍是二電平信號。因而 16QAM 信號 ， 也 可以看 做為兩路相互獨立的四進制振幅鍵控信號疊加成的 。 仿真結(jié)果 0 5 10 15 20 25 30 35 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 6時間（ T ）幅度已調(diào)信號波形圖 ( I n : 實線 , Q n : 虛線 ) 圖 9 已調(diào)信號波形 經(jīng)過調(diào)制以后的波形圖如圖 9 所示，其中實線表示的波形是 In 分量信號，虛線表示的波形代表的是 Qn 分量信號。 xn=[xn(1:nn/2)。 16QAM 信號定義 qamdet 函數(shù)表示解調(diào)，程序代碼如下。 并 /串變換 兩路二進制信號通過并行 /串行變換而轉(zhuǎn)換成一路二進制信號，即恢復出原始的基帶信號。 end。1 0]。 表 2 42電平轉(zhuǎn)換表 轉(zhuǎn)換前數(shù)據(jù) 雙極性碼元 電平 /V 3 1 1 00 1 1 +1 01 1 +1 1 10 3 +1 +1 11 根據(jù) 42電平轉(zhuǎn)換原理，得到四進制轉(zhuǎn)換成二進制的代碼如下。而設計一個巴特沃斯 低通濾波器需要采用以下語句： [b,a]=butter(n,wc)； 式中的 b、 a 分別表示的是所設計出來的濾波器的分子與分母多項式的系數(shù)向量； n 代表濾波器的階數(shù)； wc 為濾波器的截止頻率 [15]。在已調(diào)信號中加 入高斯白噪聲，可采用 awgn 函數(shù)，具體的程序代碼如下。 根據(jù)要求編寫的程序代碼如下。 （ a） 傳輸特性 （ b） 沖激響應 圖 8 余弦滾降特性示例 由圖 8可見，滾降系數(shù) ? 越大，說明 ()ht 的拖尾衰減就越快，對位定時精度要求就越低。它的傳輸函數(shù) ()H? 可表示為 ( 1 )0( 1 ) ( 1 )1 si n() 22( 1 )0sssss s ssTTTTH T T TT??? ? ?????????????? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ??? ?? ??????? ????? （ 5） 其相應的 ()ht 為 2 2 2s in / c o s /() / 1 4 /sssst T t Tht t T t T???? ? （ 6） 其中： sT 稱為碼元周期； ? 稱為滾降系數(shù)，用來描述滾降的程度 [13]，它可以定義成 / Nff??? （ 7） 其中： Nf 稱為奈奎斯特帶寬； f? 表示的是超過的奈奎斯特帶寬的擴展量。由 奈奎斯特第一準則可知：如果信號通過傳輸之后整個波形都產(chǎn)生了變化，但是只要在特定時刻的抽樣值不變化，那么使用再次抽樣的辦法，依舊能夠準確的將原始信碼恢復出來。此處選擇的對應的轉(zhuǎn)換映射關(guān)系如表 1 所示。 串 /并變換 所謂的串 /并變換，是將一個連續(xù)的信號序列轉(zhuǎn)換成表示相同的信息的一組相應的并行信號元的過程（其中所有的信號碼元的出現(xiàn)都是同一時刻的）。 for i=1:N, temp=rand。 調(diào)制仿真模塊 信號源 本畢業(yè)設計中，采用隨機二進制序列信源。除了內(nèi)部函數(shù)之外， MATLAB 中其他的關(guān)鍵文件和工具箱文件都是能夠讀能夠改的源程序文件，使用者能夠通過對源程序文件進行修改，也可以添加自己的程序文件進去從而變成一個新的工具箱，這種開放性，使 MATLAB 深受廣大用戶喜愛。并且它還擁有比較強大的圖形界面編輯的能力。例如在 MATLAB中，用戶不需要對矩陣進行預定義就可以使用。因為 MATLAB 函數(shù)是利用 C 語言編寫的，所以 MATLAB 提供了與 C語言同樣多的運算符。 （ 1） 語言簡練緊湊，使用起來方便，容易變通，而且?guī)旌瘮?shù)十分豐富。 MATLAB 一直發(fā)展到現(xiàn)在，通過 MathWorks 公司的持續(xù)改進，它已成為了適用于多學科，多工作平臺的功能十分強大的數(shù)學軟件。學科性的工具包是一種專業(yè)性能非常強大的工具包 ,其中包含了信號處理與通信等學科方面。 9 3 基于 MATLAB 的 16QAM 通信系統(tǒng)仿真 MATLAB 簡介 MATLAB 介紹 MATLAB 是矩陣實驗室（ MATrix LABoratory）的簡稱，是一款由 The MathWorks 公司推出的，并由基本部分和專業(yè)擴展兩大部分組成的數(shù)學計算與系統(tǒng)仿真軟件 [10]。其基本原理的框圖如圖 6 所示。 兩路信號 經(jīng)過升余弦成形濾 波器之后 再 與互相正交的兩路載波信號相乘，產(chǎn)生兩路互為正交的 4ASK 信號 Xkcosω 0t和 Yksinω 0t。在這 4 個位置上能夠?qū)⒌诙€ QPSK 矢量疊加上，并且用 虛線小圓上的 4 個小黑點來表示第二個信號矢量的位置 [9]。即通過兩路相互獨立的正交四電平振幅鍵控（ 4ASK）信號疊加，如圖 3所示，產(chǎn)生 16QAM 信號。圖 2 以 16QAM 為例，顯示了 QAM 信號的編碼方式。因此， QPSK（也稱 4PSK）信號便是最簡單的一種 QAM 信號。它是用來描述 QAM 信號的空間分布狀態(tài)。星座圖上每個星座點都對應于發(fā)射信號集中的信號。因此， QAM 信號的一個碼元能夠表示成 0( ) c o s ( )k k ks t A t???? ( 1)kT t k T? ? ? （ 1） 公式（ 1）可以展開為如下所示： 00( ) c os c os sin sink k k k ks t A t A t? ? ? ?? （ 2） 令 cosk k kXA?? sink k kYA??? 則公式（ 2）變?yōu)? 00( ) c os si nk k ks t X t Y t???? （ 3） 其中： kA 和 k? 表示分別能夠取到多個離散的值； kX 和 kY 表示的是離散的振幅值，k =1,2， ?， L； L表示 kX 和 kY 的個數(shù) [9]。 它 是 一種頻帶利用率很高的多進制（ M≥ 4）振幅和相位聯(lián)合鍵控（ APK）體制。從數(shù)學角度上來講，一個信號能夠表示為正弦信號，另一個可以表示為余弦信號。因此載波性能的恢復程度是好還是壞，與解調(diào)性能的好壞有著最直接的聯(lián)系。解調(diào)可以分成相干解調(diào)（同步檢波）以及非相干解調(diào)（包絡檢波）兩種方法。為了提高性能，人們不斷對數(shù)字調(diào)制體制加以改進，在多進制鍵控體制中，相位鍵控在頻帶寬度與功率占用上都占優(yōu)勢，就是頻帶寬度占用低以及比特信噪 比要求低。其中最常用的也是最關(guān)鍵的模擬調(diào)制技術(shù)是以正弦波為載波的幅度調(diào)制與角度調(diào)制；幅度調(diào)制的意思是表示高頻率載波的幅度按照基帶信號幅度的瞬時值的變換方式而改變的調(diào)制方式，其包括有調(diào)幅（ AM）、雙邊帶（ DSB）、單邊帶（ SSB）以及殘留邊帶（ VSB）；而角度調(diào)制表示高頻率的載波的頻率或者相位根據(jù)基帶信號的規(guī)則變化而改變的一種調(diào)制方法，這其中包括了頻率調(diào)制（ FM）和相位調(diào)制（ PM）等 [9]。帯通調(diào)制即使用調(diào)制信號去調(diào)控載波參數(shù)的過程，以致載波的某一個或者某幾個參數(shù)根據(jù)調(diào)制信號的變化而變化；其中的調(diào)制信號意思是表示來自信號源的消息信號（基帶信號），而載波是表示沒有受到調(diào)制的周期性振蕩信號 [9]。第 5 章是對該課題研究內(nèi)容做了簡要的總結(jié)分析。 本論文的第 1章為緒論，主要介紹了本課題研究的意義，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，以及研究的主要內(nèi)容和章節(jié)安排。 綜合以上國內(nèi)外研究狀況，可以看到越來越多的人關(guān)注正交振幅調(diào)制技術(shù)，而且這一技術(shù)逐漸深入移動通信各個行業(yè)。 近期對 16QAM 調(diào)制系統(tǒng)的研究傾向于衛(wèi)星通信。采用正交振幅調(diào)制，信道帶寬至少應該等于碼元數(shù)率，為了便于定時恢復基帶信號，還需要額外的帶寬，一般要增加 15%左右。國外，最先在 1983 年， Nossek 等人設計和實現(xiàn)了一個 140Mb/sde 16QAM 的數(shù)字無線電系統(tǒng)，實現(xiàn)了 [2]。 MATLAB 是矩陣實驗室（ MATrix LABoratory）的縮寫，是一款由 The MathWorks 公司推出的，并由 MATLAB 和 Simulink 兩 大部分組成的數(shù)學軟件。 qam。而正交振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation， QAM)是一種振幅和相位聯(lián)合鍵控， 由于高頻譜利用率和高功率譜密度等優(yōu)點， 它 已成為了大容量數(shù)字微波、寬帶無線接入和無線視頻通信的一種重要技術(shù)方案。如何提高頻譜利用率以及高功率譜密度是我們追求的目標。 關(guān)鍵詞： 調(diào)制解調(diào)；正交振幅調(diào)制； MATLAB 仿真 II ABSTRACT With the rapid development of modern munication technology, especially mobile munications technology, the capacity of traditional munication systems can not meet the requirements of the current user. And because of the limited spectrum resource, the problem of bandwidth efficiency is growing concerned of experts in the field of munications. So finding the way that how to improve the spectrum efficiency and high power spectral density is our goal. Quadrature amplitude modulation (QAM) with its high spectral efficiency and high power spectral density and other advantages, bees important to those munication application that include the largecapacity digital microwave technology solutions, broadband wireless access and wireless video munications, and so on. This article describes the principle of modulation and demodulation of 16QAM, then builds a plete munication system of 16QAM based on MATLAB, which is to realize the simulation of 16QAM modem sys