【正文】 (39)最佳預(yù)測器將使均方誤差（MSE）最小。設(shè)預(yù)測誤差的量化結(jié)果為，其中 為量化誤差。 DPCM編解碼基本原理DPCM是一種利用信號樣值之間的關(guān)聯(lián)特性進行高效率波形編碼的方法。例如，對于頻帶為1MHz的可視電話信號進行編碼，根據(jù)采樣定理，采樣速率，若每樣值采用8位編碼，則數(shù)碼率為16Mbit/s。 脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制(pulse code modulation——PCM)是典型的編碼方式，通常把從模擬信號抽樣、量化、直到變?yōu)槎M制符號的基本過程稱為PCM。3模擬信號數(shù)字化研究及Simulink仿真隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信成為主流技術(shù)。（4）為了降低誤碼率，只有提高發(fā)射功率。因為各調(diào)制解調(diào)最大峰值功率相同，所以功率利用減小。當判決門限為A/2，方差為，信號能量為E時，正確判決的概率為 (213)差錯概率為 (214)二維信號空間以64QAM為例（見圖210），我們將多元的MQAM信號點之間的距離都設(shè)為A，用一維信號空間類似的方法，得出，三個信號點正確判斷的概率分別為： (215)A/2A/2圖29 64QAM第一象限星座圖 總的正確判決的概率為 (216)差錯概率為 (217)用同樣的方法可推出16QAM、256QAM、1024QAM、4096QAM的差錯概率： (218)由式（218）可以看出，M越大誤碼率越高。信息速率Rb和碼元速率RB有以下確定的關(guān)系，即 (211)在比較不同通信系統(tǒng)的有效性時，不能單看它們的傳輸速率，還應(yīng)考慮所占用的頻帶寬度。下面就從這幾方面對MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能進行仿真分析。進一步仿真，MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)誤碼率如表22所示。同樣，發(fā)送端的星座圖與理想的星座映射圖是完全一致的。信源輸出的隨機整數(shù)送入64QAM基帶調(diào)制器（用Rectangular QAM Modulator Baseband模塊實現(xiàn)），調(diào)制輸出經(jīng)過高斯信道后送入接收端相應(yīng)的64QAM基帶解調(diào)器（Rectangular QAM Demodulator Baseband模塊實現(xiàn)）中，調(diào)制器和解調(diào)器的參數(shù)設(shè)置必須一致。通過觀察發(fā)現(xiàn)，在采樣時刻最大眼圖開啟，同樣由于傳輸信道上噪聲的干擾，接收端眼圖中“眼睛”張開的大小比發(fā)送端的要小的多，其大小反映著基帶成形性能的優(yōu)劣、碼間干擾的強弱和傳輸信道噪聲影響的大小。圖25給出了系統(tǒng)發(fā)送端和接收端的星座圖，這里基帶成形濾波器的滾降系數(shù)為0，即滿足理想低通特性，所以發(fā)送端的星座圖與理想的星座映射圖是完全一致的。信源輸出的隨機整數(shù)送入16QAM基帶調(diào)制器（用Rectangular QAM Modulator Baseband模塊實現(xiàn)），調(diào)制輸出經(jīng)過高斯信道后送入接收端相應(yīng)的16QAM基帶解調(diào)器（Rectangular QAM Demodulator Baseband模塊實現(xiàn)）中，調(diào)制器和解調(diào)器的參數(shù)設(shè)置必須一致。通常驗證通信系統(tǒng)的功能一般采用星座圖和眼圖這兩種工具，只要通過對比發(fā)送端和接收端的星座圖和眼圖，就可以很直觀的判決通信系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。解調(diào)端接收到的帶有噪聲的已調(diào)MQAM信號作為輸入，與本地恢復(fù)的兩個相互正交的載波信號進行相乘運算后，再經(jīng)過低通濾波也就是匹配濾波器，輸出兩路多電平基帶信號X(t)和Y(t)。就一個確定的QAM星座圖而言，是不可能同時滿足這三個要求的，而只能根據(jù)不同傳輸系統(tǒng)的要求，在保證主要性能要求的前提下，折中地或采取自適應(yīng)的辦法進行設(shè)計調(diào)節(jié)。該參數(shù)對QAM信號抗相位抖動能力和對時鐘恢復(fù)精確度的敏感性有了很好的反映，最小相位偏移量越大，抗相位抖動能力也隨著越強。不同的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，對這些參數(shù)的要求各不相同[1011]。16QAM星座圖分別有星型星座和方型星座。任意一對信號向量之間的歐氏距離是[1011]： (210)在特殊情況下，即信號幅度取一組離散值{（2m1M）d, m=1,2….M}信號星座圖是矩形的。圖中，輸入的二進制碼流經(jīng)過串/并變換器輸出兩路并行碼流序列，速率減為原來的一半，再經(jīng)過2電平到L電平的變換，形成L電平的基帶信號。正交振幅調(diào)制（QAM）信號的一般表示式為[3]： (21)式（21）中，是基帶信號的幅度，是單個基帶信號的波形，寬度為。而傳統(tǒng)數(shù)字調(diào)制技術(shù)是單獨利用振幅和相位攜帶信息，不能最充分利用信號功率利用率。仿真表明所構(gòu)建的QAM數(shù)字傳輸系統(tǒng)在允許一定失真的情況下可以實現(xiàn)模擬信號的良好傳輸。最后基于MATLAB/Simulink軟件，建立各個編解碼模型，進行仿真驗證，并進一步對PCM及DPCM進行傳輸誤碼與解碼話音質(zhì)量的性能分析。各章節(jié)安排如下：第一部分簡單介紹了課題的背景、研究意義及仿真軟件——Matlab/Simulink，重點分析了QAM技術(shù)發(fā)展概要及應(yīng)用現(xiàn)狀，最后給出了論文內(nèi)容安排及論文的主要工作。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)計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，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)字信號處理的建模和仿真中。MATLAB 是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境。它不僅可以得到更高的頻譜效率，而且可以在限定的頻帶內(nèi)傳輸更高速率的數(shù)據(jù)。真正成為城域網(wǎng)的無線接入手段。為了滿足此要求，WCDMA對空口接口作了改進，引入了HSDPA技術(shù)，使之可支持高達10Mbit/s的峰值速率。如果系統(tǒng)的頻帶利用率高，就表明通信系統(tǒng)具有較高的傳輸效率，反之傳輸效率就低。隨著現(xiàn)在日益增多的各種通信系統(tǒng)數(shù)量，為了更好的充分利用日益緊張的頻譜資源，廣大通信科研工作者致力于研究頻譜利用率更高的新型數(shù)字調(diào)制方式，而且原CCITT(國際電報電話咨詢委員會)也一直在促進并鼓勵開發(fā)新奇的頻譜使用技術(shù)，為了各種通信系統(tǒng)能夠有效的進行通信，原CCITT科學地將頻段分別分配給各個通信系統(tǒng)，因而，許多科研院所，用戶個體和通信公司都在通過開發(fā)先進的調(diào)制技術(shù)用以提高頻譜利用率。為了使基帶信號能夠在頻帶信道上進行傳輸，比如無線信道，同時也為了能夠同時傳輸多路基帶信號，就需要采用調(diào)制和解調(diào)的技術(shù)。傳統(tǒng)的頻率調(diào)制和相位調(diào)制兩種數(shù)字調(diào)制方式都存在頻譜利用率低、抗多徑衰落能力差、功率譜衰減慢、帶外輻射嚴重等不足。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備復(fù)雜性也在相對地降低，因此QAM方式是目前高速調(diào)制解調(diào)器中比較好的的調(diào)制方式。為了將這些信息實時傳輸?shù)降孛?，對星上?shù)傳系統(tǒng)的傳輸能力的要求就越來越高。隨著衛(wèi)星有效載荷種類的增多和分辨率的不斷提高，需要傳輸?shù)男畔⒘吭絹碓酱?。其中幅度和相位?lián)合調(diào)制方式，即QAM（ Quadrature Amplitude Modulation）調(diào)制方式綜合ASK(Amplitude Shift Keying)與PSK(Phase Shift Keying)的優(yōu)點，并通過采用多進制調(diào)制方式來提高頻帶利用率(提高信息傳輸速率)，因此它在頻帶利用率和接收端誤譯碼率等指標上，比單一調(diào)制正弦波的一個參數(shù)的調(diào)制方式都要優(yōu)越，但它的設(shè)備復(fù)雜程度也是比較高的[13]。調(diào)制方式有許多，不同的調(diào)制方式對通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有著很大的影響。 調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用從語音、圖像、音樂等信源直接轉(zhuǎn)換而得到的電信號頻譜比較低，其頻譜特點是低通頻譜，有些包括直流分量也有些可能不包含，其最高頻率和最低頻率的比值一般都比較大，比如語音信號的頻譜范圍大概為三百到三千赫茲，這種信號被稱為基帶信號。后來，數(shù)字通信系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展，隨之而來的是數(shù)字調(diào)制技術(shù)的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中的頻譜利用率主要是指傳輸?shù)男蕟栴}，也就是說，通信系統(tǒng)的傳輸速率不是唯一需要關(guān)注的指標，同時還要看在一定的傳輸速率下信道頻帶所占的寬度為多少。 QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)在數(shù)字通信領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢以WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA為代表的第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)除了支持傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)以外，還推出了大容量的寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)，與以GSM、CDMA1595標準為代表的第二代移動通信系統(tǒng)相比，在技術(shù)上，3G系統(tǒng)的上下行速率理論上可以達到2Mbit/s左右的水平，它可以提供包括視頻在內(nèi)的各種多媒體寬帶應(yīng)用服務(wù)，諸如下載或流媒體類業(yè)務(wù)，需要系統(tǒng)提供更高的傳輸速率和更多的延遲。而目前作為中國國內(nèi)唯一擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速率無線寬帶接入技——McWiLL，McWiLL終端接入設(shè)備CPE亦采用QPSK/8PSK/QAM16/QAM64自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)。與頻率調(diào)制MSK、GMSK，相位調(diào)制OQPSK、π/4QPSK等相比， QAM是一種相位和振幅聯(lián)合控制的數(shù)字調(diào)制技術(shù)。 仿真軟件介紹MATLAB是MATrix LABoratory的縮寫，是一款由美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件。另外還有一個配套軟件包Simulink，提供了一個可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 本文在對QAM調(diào)制解調(diào)的基本原理、模擬信號數(shù)字化傳輸