【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心的指導(dǎo)和不懈的支持，不僅增強了我對專業(yè)知識的理解，更培養(yǎng)了運用專業(yè)知識的能力。結(jié)論及尚存在的問題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)整輸入聲音信號的幅度。圖45 信源為正弦波時示波器輸出波形若在發(fā)送端信源利用信號發(fā)生器產(chǎn)生一800Hz三角波信號，經(jīng)過此系統(tǒng)傳輸，在接收端通過示波器觀察發(fā)送端原始的輸入信號和接收端恢復(fù)出的信號。要求仿真時間長度為20s，步進為1/32000s。信道既給信號以通路，也會對信號產(chǎn)生各種干擾和噪聲。信源譯碼則是信源編碼的逆過程。 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)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng) ，數(shù)字通信涉及的技術(shù)問題很多，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，從聽到的輸出音質(zhì)中，輸出為純噪聲，相當(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以及相應(yīng)的量化信號值，設(shè)置參數(shù)如下：預(yù)測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)可由實例所示的有話方法進行確定；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時，可以通過函數(shù)dpcmopt來計算最優(yōu)化的預(yù)測器抽頭系數(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)測器階數(shù)[x,Fs,bits] = wavread(39。改變信道錯誤比特率，以觀察信道誤碼對DPCM傳輸?shù)挠绊?。求解得出預(yù)測器的最佳抽頭系數(shù)矩陣為 (317) DPCM的系統(tǒng)性能分析設(shè)信號的平均功率為： (318)由于誤差范圍被量化為M個電平，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)測器根據(jù)過去時刻的信號樣值來預(yù)測當(dāng)前時刻的信號樣值，并與當(dāng)前輸入樣值xn相減得出預(yù)測誤差en,即： (31)然后對預(yù)測誤差進行量化編碼后傳送。相比之下，采用PCM，則數(shù)碼率太高，傳輸PCM信號占用更大帶寬。 本章小結(jié)本章對QAM調(diào)制解調(diào)相關(guān)理論進行了分析研究，給出了調(diào)制端和解調(diào)端的結(jié)構(gòu)框圖；通過對信號點星座圖的分析研究，給出了QAM調(diào)制技術(shù)的性能指標；構(gòu)建了16QAM和64QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的Simulink的仿真模型，進行仿真驗證；并基于Simulink對MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進一步進行性能分析，得出多進制調(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)計奠定基礎(chǔ)。 功率利用率分析根據(jù)每個信號點到中點的距離（即信號幅值），得出信號的平均功率為 (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)錯誤符號數(shù)為27個。27 64QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)測試模型設(shè)傳輸符號率為1000波特，則碼元時隙寬度是1ms。圖25 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)星座圖一般，通信系統(tǒng)的性能驗證是通過星座圖、眼圖及誤碼率這些測試工具，只要通過對比發(fā)送端和接收端的星座圖和眼圖，或通過誤碼率統(tǒng)計模塊所顯示的結(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，進行仿真驗證及性能分析。c) 星座點間最小相位偏移要保證盡量大，以增強調(diào)制信號的抗相位抖動性能，包括抗定時恢復(fù)的時鐘抖動和抗信道相位抖動性能。圖22 16QAM星座圖QAM調(diào)制有幾個重要的參數(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信號調(diào)制原理圖 QAM調(diào)制性能QAM信號的波形可表示成兩個標準正交信號波形和的線型組合[1011]，即： (26)式中 (27) (28)且 = (29)式中是信號脈沖g(t)的能量。 QAM調(diào)制原理正交振幅調(diào)制（QAM）就是用兩個相互獨立的數(shù)字基帶信號對相互正交且頻率相同的兩路載波信號進行雙邊帶調(diào)制，因為這種已調(diào)信號在同一帶寬內(nèi)頻譜正交，所以可用來實現(xiàn)同相和正交兩路并行的數(shù)字信號傳輸。第四部分基于前面所研究分析的內(nèi)容，構(gòu)畫了模擬信源的QAM數(shù)字傳輸系統(tǒng)， 實現(xiàn)了模擬信號在QAM數(shù)字通信系統(tǒng)中的傳輸，并基于MATLAB/Simulink建立仿真模型，進行性能驗證。 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)字化傳輸理論進行深入研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建模擬信源的QAM數(shù)字傳輸系統(tǒng)，通過Matlab軟件的Simulink仿真平臺實現(xiàn)了系統(tǒng)的建立及實驗驗證。 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(xué)軟件。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)。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。 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。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，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]。為了將這些信息實時傳輸?shù)降孛妫瑢π巧蠑?shù)傳系統(tǒng)的傳輸能力的要求就越來越高。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(xué)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。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。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。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。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。16QAM星座圖分別有星型星座和方型星座。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。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)。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。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MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能進行仿真分析。當(dāng)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