【正文】 EL Le r f cLP be ??? (31) 式中， ML? ， bE 為 每碼元能量， 0n 為噪聲 單邊功率譜密度。0z2 這樣兩路二進(jìn)制信號(hào)經(jīng)并串轉(zhuǎn)換后，便完成了 如表 32所示的 映射關(guān)系，也最終實(shí)現(xiàn)了 4/2電平的轉(zhuǎn)換。3y ??????????????3y。 4/2 電平判決模塊 由于前面采用的是模擬低通濾波器，所以 在 4/2 電平判決之前得到的是一個(gè)模擬的 4電平信號(hào)。仿真得到的調(diào)制輸出波形圖如圖 38 所示，星座圖如圖 39 所示： 15 圖 38 16QAM調(diào)制波形 上圖中一三行為并行輸出的兩路四電平信號(hào)，二四行為一三行分別與正交載波相乘后所得的兩路信號(hào)。這里輸入信號(hào)為兩路二進(jìn)制信號(hào)，假設(shè)它們是 ab，則在 a=1時(shí)讓它輸出一個(gè)幅度為 2的信號(hào)，當(dāng) a=0時(shí)輸出幅度為 2的信號(hào)。 本次仿真在信號(hào)源部分采用了偽隨機(jī)序列發(fā)生器，由于系統(tǒng)要求基帶信號(hào)碼元速率，則本序列發(fā)生器的基本參數(shù)設(shè)置如下： Generator polynomial:[1 0 0 0 0 1 1] Initial states:[0 0 0 0 0 1] Output mask vector:0 Sample time:1/19200 Output data type:double 串 ∕并轉(zhuǎn)換模塊 由于系統(tǒng)仿真總框圖涉及模塊較多，為不失美觀同時(shí)又能顯的淺顯易懂特將串并轉(zhuǎn)化作成一個(gè)單獨(dú)子系統(tǒng)而嵌入總系統(tǒng)中。如果一切設(shè)置無(wú)誤，則開(kāi)始仿真運(yùn)行，結(jié)束時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出一鳴叫聲。 （ 4）在選取了建立系統(tǒng)模型所需的模塊后，就是根據(jù)系統(tǒng)框圖將模塊連接起來(lái)。 Simulink 的通信模塊集 Communications Blockset 提供了豐富的通信系統(tǒng)仿真模塊，幾乎包括了通信系統(tǒng)仿真中所用到的所有信源、信宿、操作和算法。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整 M 進(jìn)制 PAM 系統(tǒng)的誤碼率，可得 )NE1M 3(Q)M11(2P0avM ??? （ 27） 其中0avNE 是每 個(gè)符號(hào)的平均信噪比。 為了 比較 MQAM 和 MPSK 的抗干擾能力， 以 16 進(jìn)制為例，在 圖 25 所 示 的單位圓上分別畫出了 16PSK 和 16QAM 的星座圖。多電平判決器對(duì)多電平基帶信號(hào)進(jìn)行判決和檢測(cè)， 這里需要 (L1)個(gè)判決門限，其中 L 為電平數(shù)， 再經(jīng) L 電平到 2 電平轉(zhuǎn)換和并 /串變換器 ， 最終輸出二進(jìn)制 數(shù)據(jù) 。 QAM 調(diào)制原理 所謂正交振幅調(diào)制是用兩個(gè)獨(dú)立的基帶波形對(duì)兩個(gè)互相正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制。而 Simulink 作為 Matlab 提供的用于對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的工具包，提供了仿真所需的信源編碼、糾錯(cuò)編碼、信道、調(diào)制解調(diào)以及其它所用的全部庫(kù)函數(shù)和模塊。 例如，在恒參信道中， QAM 方式具 有高的頻譜利用率，因此正交振幅調(diào)制在衛(wèi)星通信和有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵字 ： QAM 調(diào)制解調(diào) ； Simulink；仿真 ABSTRACT This design is based on Simulink, QAM modulation and demodulation implementation. QAM modulation and demodulation first introduced the basic principles of the system, and then introduced the Simulink simulation software for modeling and simulation of the system39。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 Simulink 的 QAM 調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn) 獨(dú) 創(chuàng) 性 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下取得的研究成果。 最后做了一個(gè)2DPSK 系統(tǒng)仿真，將它與 16QAM 系統(tǒng)進(jìn)行比較，得出 16QAM 是一種相對(duì)優(yōu)越的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)這一結(jié)論。它以其靈活的配置和優(yōu)越的性能指標(biāo)，廣泛的應(yīng)用于數(shù)字有線電視傳輸領(lǐng)域和數(shù)字 MMDS系統(tǒng)。 實(shí)際的通信系統(tǒng)是一個(gè)功能結(jié)構(gòu)相當(dāng) 復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)作出的任何改變都可能影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定 性 。 3 2 現(xiàn)代 數(shù)字調(diào)制技術(shù) QAM QAM 是英文 Quadrature Amplitude Modulation 的縮略語(yǔ)簡(jiǎn)稱，意為正交幅度調(diào)制， 是一種在兩個(gè)正交載波上進(jìn)行幅度調(diào)制的數(shù)字調(diào)制方式，這兩個(gè)載波通常是相位差為 90 度(π/2)的正弦波，因此被稱作正交載波，這種調(diào)制方式因此而得名。 QAM 解調(diào)原理 MQAM 信號(hào)可以采用正交相干解調(diào)方法，其解調(diào)器原理如圖 22 所示 ： 圖 22 MQAM 信號(hào)相干解調(diào)原理圖 解調(diào)器輸入信號(hào)與本地恢復(fù)的兩個(gè)正交載波相乘后，經(jīng)過(guò)低通濾波器輸出兩路多電平基帶信號(hào) X（ t）和 Y（ t）。 圖 23 16QAM 的星座圖 （ a）方形 16QAM 星座 （ b）星型 16QAM 星座 M=4,16,32， … ， 256 時(shí) MQAM 信號(hào)星座圖如圖 24 所示 ： 圖 24 MQAM 信號(hào)星座圖 (0,) (0,) (,0) (,0) (0,) (0,) (,0) (,0) (b) 6 其中 M 為 2 的偶次方 時(shí)，如 M=4,16,64,256 時(shí)星座圖為矩形，每個(gè)符號(hào)攜帶偶數(shù)個(gè)比特信息 ； 而 M 為 2 的奇次 時(shí)，如 M=32,128 時(shí)星座圖為十字形，每個(gè)符號(hào)攜帶奇數(shù)個(gè) 比 特信息。 M 進(jìn)制 QAM 系統(tǒng)正確判決的概率是 ： 2)1( Mc PP ?? (26) 式中 MP 是 M 進(jìn)制 PAM 系統(tǒng)的誤碼率，該 PAM 系統(tǒng)具有等價(jià) QAM 系統(tǒng)的每一個(gè)正交信號(hào)中的一半平均功率。其基本模塊集由 16個(gè)模塊子集組成，它們分別是：常用模塊，連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)用模塊，非連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)用模塊，離散時(shí)間系統(tǒng)模塊，邏輯與位操作模塊，查表模塊，數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊，模型確認(rèn)模塊，系統(tǒng)模型工具模塊，端口與子系統(tǒng)模塊，信號(hào)屬性模塊，信號(hào)布線模塊，信號(hào)終端模塊，信號(hào)源模塊，用戶自定義模塊 ，其他數(shù)學(xué)運(yùn)算及離散系統(tǒng)用模塊。從 Simulink 的模塊庫(kù)中選取合適的基本模塊，用鼠標(biāo)指向所需的信源模塊（如正弦波信源 sine wave） ,按下鼠標(biāo)左鍵，把它拖至 Untitled 窗口中，就生成一個(gè)正弦波信源復(fù)制品。選擇 Simulink 菜單下的 start 選項(xiàng)來(lái)啟動(dòng)仿真，如果模型中有些參數(shù)沒(méi)有定義，則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息提示框。以下我將對(duì)系統(tǒng)仿真框圖中的各模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹 。 這里 選擇映射關(guān)系如表 31 所示： 表 3— 1 2/4電平映射關(guān)系表 根據(jù)以上映射關(guān)系， 能 容易找出它們之間的一個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系。 將以上各模塊、子系統(tǒng)按原理圖進(jìn)行連接，并對(duì)各模塊參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，便可實(shí)現(xiàn)其調(diào)制功能。 16 Desige method : Bessel Filter type : Lowpass Filter order: 8 Pass edge frequency (rad/s) : 15360*2*pi 圖 310 上圖中，一三行為調(diào)制波與載波相乘的結(jié)果，二四行分別為它們經(jīng)過(guò)低通濾波器后所得的波形。12x。13y。 圖 314 16QAM信號(hào)加噪聲后的星座圖 圖 315 16QAM信號(hào)的眼圖 QAM 抗噪聲性能研究 對(duì)于方形 QAM，可以看成是由兩個(gè)相互正交且獨(dú)立的多 電平 ASK信號(hào)疊加而成。 16QAM 與 2DPSK 系統(tǒng)抗噪聲性能比較 本節(jié)設(shè) 計(jì) 了 一個(gè) 2DPSK調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)的仿真模型，以觀察其與 16QAM信號(hào)的抗噪聲性能，并對(duì)它們的誤碼率進(jìn)行比較。將 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)與 2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能進(jìn)行對(duì)比，得到了兩者的誤碼率曲線，進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn) 16QAM的抗噪聲性能不如 2DPSK，也即，當(dāng)信噪比一定的情況下， M越大誤碼率 Pe也越大。值此論文完稿之際，特此向各位尊敬的老師致以衷心的敬意和感謝 ! 同時(shí)也感謝我的同學(xué)們，正是和他們這兩年的朝夕相處，讓我從他們身上學(xué)到了許多也成長(zhǎng)了許多。 在此特別感謝王安梅老師的幫助與指導(dǎo)。 本論文設(shè)計(jì) 完成總結(jié)如下：本文對(duì) MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)基本原理進(jìn)行了深入理解與分析，并以 16QAM調(diào)制解調(diào)原理構(gòu)建了 Simulink的仿真模型。由于實(shí)際仿真中很多地方都會(huì)有延時(shí)，所以得到的16QAM解調(diào)信號(hào)需經(jīng)一定的延時(shí)后才可以與原隨機(jī)序列進(jìn)行比較。它的參數(shù)設(shè)置如下： Switch： Criteria for passing first input: u2=Th