【正文】 ................................... 22 致謝 ............................................................................................................................... 36 3 前言 隨著 通信 業(yè)迅速的發(fā)展，傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的容量已經(jīng)越來越不能滿足當(dāng)前用戶的要求，而 可用頻譜資源有限，業(yè)不能靠無限增加頻道數(shù)目來解決系統(tǒng)容量問題。 如今每一天大約有 15 萬人成為新的無線用戶，全球范圍內(nèi)的無線用戶數(shù)量目前已經(jīng)超 過 2億。所以了解和掌握衰落信道中無線通信系統(tǒng)的性能成為一個(gè)關(guān)鍵問題。例如一個(gè) 16 位正交幅度調(diào)制信號(hào)的星座圖如下圖所示，該星座是通過用 M＝ 4PAM信號(hào)對(duì)每個(gè)正交載波進(jìn)行振幅調(diào)制得到的。圖 12給出了 QAM調(diào)制器的框圖。 6 圖 13 QAM信號(hào)的解調(diào)和判決 假設(shè)圖中所示的時(shí)鐘與接收信號(hào)同步，以使相關(guān)器的輸出在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻及時(shí)被抽樣。因?yàn)橄辔徽环至可系男盘?hào)能被相干判決極好的 分離，所以易于通過 PAM的誤碼率確定 QAM的誤碼率。如果使用最佳距離量度進(jìn)行判決的最佳判決器，可以求出任意 k? 1 誤碼率的嚴(yán)格上限 表示為（ 115）所示 ： 20)1(3211???????????? NMEQP avM （ 116） 0)1(34 NM kEQ av b?? 其中 0NEavb是每比特的平均信噪比。這種模型假設(shè)信號(hào)通過無線信道之后，其信號(hào)幅度是隨機(jī)的， 表現(xiàn)為 “衰落 ”特性 ，并且 多徑衰落的信號(hào) 包絡(luò)服從 瑞利分布 。 假設(shè)經(jīng)反射（或散射）到達(dá)接收天線的信號(hào)為 N 個(gè)幅值和相位均隨機(jī)的且統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)之和。 串并變換的規(guī)則是根據(jù)序列編號(hào)的 12 奇偶行，將編號(hào)為奇的碼元編成一路信號(hào)，將編號(hào)為偶的碼元編成一路信號(hào)。上下支路信號(hào)加載波后的圖形如圖 44 所示： 0 2 4 6 8432101234時(shí)間 ( S )幅度上支路已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形圖0 2 4 6 8432101234時(shí)間 ( S )幅度下支路已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形圖 圖 44上下支路調(diào)制信號(hào)時(shí)域波形圖 調(diào)制信號(hào)形成 上下支路調(diào)制信號(hào)形成后，將兩個(gè)分量相加，既可得到 16QAM 調(diào)制信號(hào)，如 下 圖 45 所示： 15 0 1 2 3 4 5 6 7 842024時(shí)間 ( S )幅度已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形圖 1 0 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 4 0 2 0020頻率 ( H z )功率譜密度(dB/Hz)已調(diào)信號(hào)功率譜圖 圖 45 已調(diào)信號(hào)波形圖 16QAM 調(diào)制信號(hào)的噪聲疊加 本次仿真采用的噪聲是高斯白噪聲，這是一種最常見的噪聲，白噪聲的功率譜密度在所有頻率上均為一常數(shù)，且僅 在 t=0 時(shí)才相關(guān)，而在任意兩個(gè)時(shí)刻的隨機(jī)變量都是不相關(guān)的。本文所采用的解調(diào)器原理為相干解調(diào)法，即已調(diào)信號(hào)與載波相乘，送入到低通濾波器，其對(duì)應(yīng)原理圖中信號(hào)輸入并與載波相乘后通過 LPF 的部 分，輸出送入到判決器判決， 再經(jīng) 42 電平轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換即可得到解調(diào)信號(hào)。 N 表示要選取的低通濾波器的階數(shù)， W0表示濾波器的截止頻率， [b,a]為濾波器返回的特性參數(shù)。 17 42 電平轉(zhuǎn)換是 24 電平轉(zhuǎn)換的逆過程，其映射關(guān)系如下圖 47 所示 ： 映射前數(shù)據(jù) 電平 /V 雙極性 3 00 1 1 1 01 1 1 1 10 1 1 3 11 1 1 0 2 4 6 842024時(shí)間 ( S )幅度上支路抽樣判決后信號(hào)時(shí)域波形圖0 2 4 6 842024時(shí)間 ( S )幅度下支路抽樣判決后信號(hào)時(shí)域波形圖0 2 4 6 842024時(shí)間 ( S )幅度上支路 4 2 變換后信號(hào)時(shí)域波形圖0 2 4 6 842024時(shí)間 ( S )幅度下支路 4 2 電平變換后信號(hào)時(shí)域波形圖 圖 47上下支路抽樣判決及 42轉(zhuǎn)換后信號(hào)時(shí)域波形圖 并串轉(zhuǎn)換 經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換即可得到解調(diào)信號(hào)，采用循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)， for s=1:N/2 ddd(2*s1)=dd111111(s)。因此，利用多電平誤碼率的分析方法，可得到 M 進(jìn)制 QAM 的誤碼率為： ])(1l o g3[)11(022 nEL Le r f cLP be ??? (411) 式中， ML? ， Eb 為每碼元能量， n0為噪聲單邊功率譜密度。 在設(shè)計(jì)過程中困難有 很多，其主要表現(xiàn)在不熟練軟件編程。這一切告訴我 做任何事情必須從全局出發(fā)，并且要注意其中的任何一個(gè)細(xì)節(jié)。 out=reshape(out,1,M*N)。 df=1/T。 sf=T/N*fftshift(sf)。 % 碼元數(shù) Ts=1。 % 時(shí)間向量 Lt=length(t)。 %時(shí)域波形圖縱坐標(biāo)起點(diǎn) ty2=。 %功率譜圖縱坐標(biāo)起點(diǎn) fy2=25。 % 基帶信號(hào) figure(1)。 xlabel(39。幅度 39。)。 plot(t,d_NRZ(1:Lt))。)。 title(39。 [f1,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:Lt))。 axis([fx1,fx2,fy1,fy2])。 ylabel(39。基帶信號(hào)功率譜圖 39。 d2=[]。 gt1=ones(1,2*fc*N_sample)。 plot(t,d_NRZ1(1:Lt))。)。 title(39。 25 % 下支路 dd2=sigexpand(d2,2*fc*N_sample)。 plot(t,d_NRZ2(1:Lt))。)。 title(39。 % 載波 h1t=cos(2*pi*fc*t)。 plot(t,h1t)。)。 title(39。 % 上下支路 24 電平轉(zhuǎn)換 d11=[]。 d11(m)=2*d1(2*m1)+d1(2*m)。 26 d_NRZ11=conv(dd11,gt2)。 axis([tx1,tx2,ty1,ty2])。 ylabel(39。24 電平轉(zhuǎn)換后上支路信號(hào)時(shí)域波形圖 39。 subplot(2,2,1)。時(shí)間 (S)39。)。 grid。 subplot(2,3,6)。時(shí)間 (S)39。)。 grid。 axis([tx1,tx2,ty1,ty2])。 ylabel(39。24 轉(zhuǎn)換后下支路信號(hào)時(shí)域波形圖 39。 pd_NRZ22=d_NRZ22(1:Lt)。 phxh2=d22(w1)+(d22(w)d22(w1))**(1+sin(pi*tm/8*tao*Ts))。 %生成上支路頻帶信號(hào) s_16qam2=pd_NRZ22 .* h2t。 axis([tx1,tx2,ty1,ty2])。 ylabel(39。上支路已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形圖 39。 figure(2)。 xlabel(39。功率譜密度 (dB/Hz)39。)。 plot(t,s_16qam2)。)。 title(39。 [f3,s_16qam2f]=T2F(t,s_16qam2)。 axis([fx1,fx2,fy1,fy2])。 ylabel(39。下支路已調(diào)信號(hào)功率譜圖 39。 figure(2)。 xlabel(39。幅度 39。)。 subplot(2,4,7)。頻率 (Hz)39。)。 grid。 % 接收信號(hào) y_16qam = s_16qam + noise。 axis([tx1,tx2,ty1,ty2])。 ylabel(39。接收信號(hào)時(shí)域波形圖 39。 figure(2)。 30 xlabel(39。功率譜密度 (dB/Hz)39。)。 r_16QAM11=filter(b,a,r_16QAM11)。 xlabel(39。幅度 39。)。 for n=1:N/4 if dd111(n)1 dd1111(n)=3。 dd111(n)0 dd1111(n)=1。 figure(4)。時(shí)間 (S)39。)。 grid。 figure(3)。時(shí)間 (S)39。)。 grid。 elseif 0dd222(n) amp。 else dd2222(n)=3。 subplot(2,2,3)。)。 title(39。 % 42 電平轉(zhuǎn)換 dd111111=[]。 dd111111(2*p)=1。 dd111111(2*p)=1。 subplot(2,2,2)。)。 title(39。 dd222222=[]。 dd222222(2*q)=1。 dd222222(2*q)=1。 subplot(2,2,4)。)。 title(39。 % 并串轉(zhuǎn)換 ddd=[]。 %解調(diào)信號(hào)輸出 r_16QAM=conv(rddd,gt)。 axis([tx1,tx2,ty1,ty2])。 ylabel(39。解調(diào)信號(hào)時(shí)域波形圖 39。 35 figure(5)。 xlabel(39。功率譜密度 (dB/Hz)39。)。 hold off title(39。同相支路 39。 ber=3/4*erfc(sqrt(*p1))。QAM 信號(hào)誤碼率分析 39。 ylabel(39。 在大學(xué)階段，理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐是密不