【正文】 從課題的選擇到論文的最終完成，郭老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，不僅增強(qiáng)了我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，更培養(yǎng)了運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力。結(jié)論及尚存在的問(wèn)題QAM調(diào)制技術(shù)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)，所以被廣泛地應(yīng)用。Gain模塊用于調(diào)整輸入聲音信號(hào)的幅度。圖45 信源為正弦波時(shí)示波器輸出波形若在發(fā)送端信源利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一800Hz三角波信號(hào)，經(jīng)過(guò)此系統(tǒng)傳輸，在接收端通過(guò)示波器觀察發(fā)送端原始的輸入信號(hào)和接收端恢復(fù)出的信號(hào)。要求仿真時(shí)間長(zhǎng)度為20s，步進(jìn)為1/32000s。信道既給信號(hào)以通路，也會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生各種干擾和噪聲。信源譯碼則是信源編碼的逆過(guò)程。 模擬信源數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng) ，數(shù)字通信涉及的技術(shù)問(wèn)題很多，其中主要有信源編碼與譯碼、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)等，系統(tǒng)框圖如下圖41所示[3]。同樣，、執(zhí)行仿真，從聽(tīng)到的輸出音質(zhì)中，輸出為純?cè)肼暎喈?dāng)于通信中斷。 DPCM編碼模塊的輸入為被編碼的樣值序列，輸出為量化電平序號(hào)以及相應(yīng)的量化信號(hào)值，設(shè)置參數(shù)如下：預(yù)測(cè)器濾波分子分母系數(shù)響亮，一般采用FIR濾波器，分母系數(shù)設(shè)置為1，分子系數(shù)可由實(shí)例所示的有話(huà)方法進(jìn)行確定；量化分割電平集合；量化輸出電平集合；當(dāng)給定被量化的樣本信號(hào)時(shí)，可以通過(guò)函數(shù)dpcmopt來(lái)計(jì)算最優(yōu)化的預(yù)測(cè)器抽頭系數(shù)，最佳量化分割電平以及最佳量化輸出電平。W=inv(C)*R。 % 預(yù)測(cè)器階數(shù)[x,Fs,bits] = wavread(39。改變信道錯(cuò)誤比特率，以觀察信道誤碼對(duì)DPCM傳輸?shù)挠绊?。求解得出預(yù)測(cè)器的最佳抽頭系數(shù)矩陣為 (317) DPCM的系統(tǒng)性能分析設(shè)信號(hào)的平均功率為： (318)由于誤差范圍被量化為M個(gè)電平，所以。DPCM的組成方框如圖32所示[23]：圖32 DPCM編碼器和解碼器原理方框圖圖32中，預(yù)測(cè)器根據(jù)過(guò)去時(shí)刻的信號(hào)樣值來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的信號(hào)樣值，并與當(dāng)前輸入樣值xn相減得出預(yù)測(cè)誤差en,即： (31)然后對(duì)預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行量化編碼后傳送。相比之下，采用PCM，則數(shù)碼率太高，傳輸PCM信號(hào)占用更大帶寬。 本章小結(jié)本章對(duì)QAM調(diào)制解調(diào)相關(guān)理論進(jìn)行了分析研究，給出了調(diào)制端和解調(diào)端的結(jié)構(gòu)框圖；通過(guò)對(duì)信號(hào)點(diǎn)星座圖的分析研究，給出了QAM調(diào)制技術(shù)的性能指標(biāo)；構(gòu)建了16QAM和64QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的Simulink的仿真模型，進(jìn)行仿真驗(yàn)證；并基于Simulink對(duì)MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)行性能分析，得出多進(jìn)制調(diào)制情況下頻帶利用率、功率利用率、誤碼率與調(diào)制方式、傳輸環(huán)境之間的定量關(guān)系，為后面系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。 功率利用率分析根據(jù)每個(gè)信號(hào)點(diǎn)到中點(diǎn)的距離（即信號(hào)幅值），得出信號(hào)的平均功率為 (219)在相同最大峰值功率的條件下的平均功率分別為 (220)由式220可以看出，M增大，MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)平均功率逐步下降。在碼元速率RB一定條件下，采用多進(jìn)制數(shù)字鍵控，可以提高信息傳輸速率Rb。而16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)錯(cuò)誤符號(hào)數(shù)為27個(gè)。27 64QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)測(cè)試模型設(shè)傳輸符號(hào)率為1000波特，則碼元時(shí)隙寬度是1ms。圖25 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)星座圖一般，通信系統(tǒng)的性能驗(yàn)證是通過(guò)星座圖、眼圖及誤碼率這些測(cè)試工具，只要通過(guò)對(duì)比發(fā)送端和接收端的星座圖和眼圖，或通過(guò)誤碼率統(tǒng)計(jì)模塊所顯示的結(jié)果就可以很直觀的判決通信系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。在這里，基于MATLABLE/Simulink構(gòu)建QAM調(diào)制解調(diào)仿真模型，進(jìn)行仿真驗(yàn)證及性能分析。c) 星座點(diǎn)間最小相位偏移要保證盡量大，以增強(qiáng)調(diào)制信號(hào)的抗相位抖動(dòng)性能，包括抗定時(shí)恢復(fù)的時(shí)鐘抖動(dòng)和抗信道相位抖動(dòng)性能。圖22 16QAM星座圖QAM調(diào)制有幾個(gè)重要的參數(shù)：峰值均值比γ，星座圖間最小歐幾里得距離和最小相位偏移。圖21 QAM信號(hào)調(diào)制原理圖 QAM調(diào)制性能QAM信號(hào)的波形可表示成兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正交信號(hào)波形和的線(xiàn)型組合[1011]，即： (26)式中 (27) (28)且 = (29)式中是信號(hào)脈沖g(t)的能量。 QAM調(diào)制原理正交振幅調(diào)制（QAM）就是用兩個(gè)相互獨(dú)立的數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)相互正交且頻率相同的兩路載波信號(hào)進(jìn)行雙邊帶調(diào)制，因?yàn)檫@種已調(diào)信號(hào)在同一帶寬內(nèi)頻譜正交，所以可用來(lái)實(shí)現(xiàn)同相和正交兩路并行的數(shù)字信號(hào)傳輸。第四部分基于前面所研究分析的內(nèi)容，構(gòu)畫(huà)了模擬信源的QAM數(shù)字傳輸系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)在QAM數(shù)字通信系統(tǒng)中的傳輸，并基于MATLAB/Simulink建立仿真模型，進(jìn)行性能驗(yàn)證。 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 本文在對(duì)QAM調(diào)制解調(diào)的基本原理、模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸理論進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建模擬信源的QAM數(shù)字傳輸系統(tǒng)，通過(guò)Matlab軟件的Simulink仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的建立及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 仿真軟件介紹MATLAB是MATrix LABoratory的縮寫(xiě)，是一款由美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。而目前作為中國(guó)國(guó)內(nèi)唯一擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速率無(wú)線(xiàn)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)。在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中的頻譜利用率主要是指?jìng)鬏數(shù)男蕟?wèn)題，也就是說(shuō)，通信系統(tǒng)的傳輸速率不是唯一需要關(guān)注的指標(biāo)，同時(shí)還要看在一定的傳輸速率下信道頻帶所占的寬度為多少。 調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用從語(yǔ)音、圖像、音樂(lè)等信源直接轉(zhuǎn)換而得到的電信號(hào)頻譜比較低，其頻譜特點(diǎn)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(yǔ)音信號(hào)的頻譜范圍大概為三百到三千赫茲，這種信號(hào)被稱(chēng)為基帶信號(hào)。其中幅度和相位聯(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(diǎn)，并通過(guò)采用多進(jìn)制調(diào)制方式來(lái)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(biāo)上，比單一調(diào)制正弦波的一個(gè)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]。為了將這些信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛妫瑢?duì)星上數(shù)傳系統(tǒng)的傳輸能力的要求就越來(lái)越高。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(yán)重等不足。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(guó)際電報(bào)電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì))也一直在促進(jìn)并鼓勵(lì)開(kāi)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(jìn)行通信，原CCITT科學(xué)地將頻段分別分配給各個(gè)通信系統(tǒng)，因而，許多科研院所，用戶(hù)個(gè)體和通信公司都在通過(guò)開(kāi)發(fā)先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)用以提高頻譜利用率。為了滿(mǎn)足此要求，WCDMA對(duì)空口接口作了改進(jìn)，引入了HSDPA技術(shù)，使之可支持高達(dá)10Mbit/s的峰值速率。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)。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(xiàn)性系統(tǒng)、非線(xiàn)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。最后基于MATLAB/Simulink軟件，建立各個(gè)編解碼模型，進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并進(jìn)一步對(duì)PCM及DPCM進(jìn)行傳輸誤碼與解碼話(huà)音質(zhì)量的性能分析。而傳統(tǒng)數(shù)字調(diào)制技術(shù)是單獨(dú)利用振幅和相位攜帶信息，不能最充分利用信號(hào)功率利用率。圖中，輸入的二進(jìn)制碼流經(jīng)過(guò)串/并變換器輸出兩路并行碼流序列，速率減為原來(lái)的一半，再經(jīng)過(guò)2電平到L電平的變換，形成L電平的基帶信號(hào)。16QAM星座圖分別有星型星座和方型星座。該參數(shù)對(duì)QAM信號(hào)抗相位抖動(dòng)能力和對(duì)時(shí)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(dòng)能力也隨著越強(qiáng)。解調(diào)端接收到的帶有噪聲的已調(diào)MQAM信號(hào)作為輸入，與本地恢復(fù)的兩個(gè)相互正交的載波信號(hào)進(jìn)行相乘運(yùn)算后，再經(jīng)過(guò)低通濾波也就是匹配濾波器，輸出兩路多電平基帶信號(hào)X(t)和Y(t)。信源輸出的隨機(jī)整數(shù)送入16QAM基帶調(diào)制器（用Rectangular QAM Modulator Baseband模塊實(shí)現(xiàn)），調(diào)制輸出經(jīng)過(guò)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(shí)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(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，在采樣時(shí)刻最大眼圖開(kāi)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(kāi)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(qiáng)弱和傳輸信道噪聲影響的大小。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。下面就從這幾方面對(duì)MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能進(jìn)行仿真分析。當(dāng)判決門(mén)限為A/2，方差為，信號(hào)能量為E時(shí)，正確判決的概率為