【正文】 wo road ASK modulated signals together can get different amplitude and phase of already adjustable QAM output signal. At the receiving end,divide the modulated signal into 2 road and multiply by the local recoveried orthogonal carrier respectively then through lowpass filter in order to get off times x(t), y(t)frequency ponents to get . After that,according to the local restored clock to do multilevel judgment, 16QAM with x = 177。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束的時(shí)候，我最想感謝的 是我的導(dǎo)師，從論文選題到理論知識(shí)把握，從系統(tǒng)模型建立到仿真結(jié)果分析，從論文的構(gòu)架到格式規(guī)范，他都一一給與了指導(dǎo)與幫助，并對(duì)模型的改進(jìn)及優(yōu)化提出了寶貴的意見。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 參考文獻(xiàn) [1] 李建東，郭梯云．鄔國揚(yáng)．移動(dòng)通信 (第四版 )．西安電子科技大學(xué)出版社． [2] 西蒙赫金．通信系統(tǒng) (第 4 版 )[M]．電子工業(yè)出版社． 2021． [3] 鄔國揚(yáng)．蜂窩通信 [M]．西安電子科技大學(xué)． 2021． [4] 戴嵐，羅武忠，王鈺．短波 16QAM 信號(hào)數(shù)字解調(diào)算法的仿真．計(jì)算機(jī)仿真． 2021， 23 卷 (期 )： 7477． [5] 藏嵐，羅武忠，王鈺．短波 16QAM 信號(hào)數(shù)字解調(diào)算法的仿真 [期刊論文 ]計(jì)算機(jī)仿真 2021(03) [6] 李賀等．《 Simulink 通信仿真教程》 國防工業(yè)出版社． 2021 年． [7] 李妍等．《 MATLAB 通信仿真開發(fā)手冊(cè)》．國防工業(yè)出版社． 2021 年． [8] 李建新等．《現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真 —— MATLAB 通信工具箱》．西安電子科技大學(xué)出版社． 2021 年． [9] 賈秋玲等．《 MTLAB7． X/Simulink/Stateflow系統(tǒng)仿真、分析與設(shè)計(jì)》．西北工業(yè)大學(xué)出版社． 2021 年． [10] 樓天順等．《 MATLAB 程序設(shè)計(jì)語言》．西安電子科技大學(xué)出 版社． 2021 年． [11] 唐朝亮 .現(xiàn)代通信原理 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,2021. 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 [12] 沈保鎖 ,侯春萍 .現(xiàn)代通信原理 [M].北京：國防工業(yè)出版社 ,2021. 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[14] , in Digital :John Wi|ryamp。 Matlab/Simulink 實(shí)現(xiàn)了 16QAM 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與仿真，并得到相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)波形，發(fā)現(xiàn)解調(diào)信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形存在一定時(shí)延，所以該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性有不足，但并不影響對(duì)誤碼率的檢測(cè)，以及系統(tǒng)能夠的抗噪聲性能 。 正交振幅調(diào)制技術(shù) (QAM)是一種功率和帶寬相對(duì)高效的信道調(diào)制技術(shù)， 16QAM 就是一種系統(tǒng)可靠性較高，頻帶利用率較高的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于微波通信，衛(wèi)星通信，移動(dòng)通信系統(tǒng)中 [11]。 圖 47 DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)框圖 圖 47 采用的是差分相干解調(diào)的方法，所以并不需要做載波恢復(fù)。 方形 QAM 的誤碼率曲線如圖 45 所示 。 星座圖 16QAM 信號(hào)空間的星座圖采用的是格雷映射 (即具有最小歐幾里得距離的星座點(diǎn)僅差 1 個(gè)比特 )完成的。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 4 章 16QAM 系統(tǒng)性能分析 眼圖 評(píng)價(jià)基帶傳輸性能的一個(gè)簡單的方法就是眼圖。在本文涉及的仿真中濾波器均選擇貝塞爾低通濾波器。如此一來便可以得到下面的結(jié)果： 當(dāng) ab=00 時(shí) 輸出： y=2 + 1=3 (31) ab=01 時(shí) y=2 + 1=1 (32) ab=10 時(shí) y=2 + 1 =1 (33) ab=11 時(shí) y=2 + 1 =3 (34) 由 式 3 3 3 34 可以得出： 在 設(shè)計(jì) 2/4 電平轉(zhuǎn)換模塊的時(shí)候，需要先將輸入信號(hào)再次進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，每路信號(hào)做一個(gè)簡單的判決，再用一個(gè)相加模塊便可實(shí)現(xiàn) 2/4 電平的轉(zhuǎn)換功能。由圖可以得出經(jīng)串并轉(zhuǎn)換之后，并行輸出的每一路碼元傳輸速率降為了原來的一半，這也正是實(shí)際應(yīng)用中所要求的。圖 31 為本次仿真的系統(tǒng)總體框圖： 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 31 仿真系統(tǒng)總體框圖 通過對(duì) 16QAM 調(diào)制原理框圖的分析， 16QAM 一個(gè)碼元所攜帶的信息為log2M 即 4bit，是一般基帶數(shù)字調(diào)制 (QPSK)碼元攜帶信息量 的 2 倍。 圖 22 16QAM 和 16PSK 的星座圖 MQAM 的星座圖除正方形外，還有圓形、三角形、矩形、六角形等。增大 M 可提高頻率利用率，也即提高傳輸有效性。正交振幅調(diào)制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一種頻譜利用率很高的調(diào)制方式，其在中、大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。接收端完成相反過程，正交解調(diào)出兩個(gè)相反碼流，均衡器補(bǔ)償由信道引起的失真，判決器識(shí)別復(fù)數(shù)信號(hào)并映射回二進(jìn)制信號(hào) [3]。本文利用Matlab 軟件編寫了 M 文件對(duì) 16QAM 的調(diào)制和解調(diào)作了仿真，并且利用Simulink 仿真軟件包，對(duì) 16QAM 調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真建模，對(duì)系統(tǒng)仿真中的一些模塊設(shè)置進(jìn)行了分析，最終得到了較為理想的仿真波形圖。所以， 16QAM 應(yīng)用起來容易實(shí)現(xiàn)，并有抗噪聲性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。最后，為了證明 16QAM 是一種相對(duì)優(yōu)越的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，使其與 2DPSK 的誤碼率做比較。正交幅度調(diào)制 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)以其高頻譜利用率、高功率譜密度等優(yōu)勢(shì)，成為寬帶無線接入和無線視頻通信的重要技術(shù)方案 [1]。為了改善這些不足，近幾十年來人們不斷提出一些新的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)，以適應(yīng)各種通信系統(tǒng)的要求 。 QAM 數(shù)字調(diào)制器作為 DVB 系統(tǒng)的前端設(shè)備，接收來自編碼器、復(fù)用器、 DVB 網(wǎng)關(guān)、視頻服務(wù)器等設(shè)備的 TS 流，進(jìn)行 RS 編碼、卷積編碼和 QAM 數(shù)字調(diào)制，輸出的射頻信號(hào)可以直接在有線電視網(wǎng)上傳送，同時(shí)也可根據(jù)需 要選擇中頻輸出[5]。 ),2,1,( LjiBAS jiij ???????????石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 21 MQAM 信號(hào)星座圖 為了說明 MQAM比 MPSK具有更好的抗干擾能力，圖 22表示出了 16PSK和 16QAM 的星座圖，這兩個(gè)星座圖表示的信號(hào)最大功率相等，相鄰信號(hào)點(diǎn)的距離 d1， d2分別為： 2DPSK AAd in21 ?? ? (25) 16QAM AMd 2122 ????? (26) 結(jié)果表明， d2d1，大約超過 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 QAM 的調(diào)制解調(diào)原理 MQAM 的調(diào)制解調(diào)框圖如圖 23 所示。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 16QAM 調(diào)制模塊的模型建立與仿真 信號(hào)源 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。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 33 串并轉(zhuǎn)換各路信號(hào)圖 2/4 電平轉(zhuǎn)換模塊 對(duì)于 2/4 電平的轉(zhuǎn)換，其實(shí)是將 輸入信號(hào)的 4 種狀態(tài) (00， 01， 10,11)經(jīng)過編碼以后變?yōu)橄鄳?yīng)的 4 電平信號(hào)。 調(diào)制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 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。之后要想得 到 2 電平的數(shù)字信號(hào)，需經(jīng)一系列的抽樣、量化和編碼。由眼圖可以定性的反映碼間串?dāng)_和噪聲大小，眼圖是由各段碼元疊加而形成的，眼圖中央的垂直線表示最佳抽樣時(shí)刻，位于兩峰值中間的水平線是判決門限電平。 星座間的距離越大 ,信號(hào)的抗干擾能力就越強(qiáng)，接收端判決再生時(shí)就越不容易出現(xiàn)誤碼，星座間的最小距離可以表示調(diào)制的歐幾里得距離，歐幾里得距離表示為信號(hào)平均功率的函數(shù)。這里的這一延時(shí)是通過錯(cuò)誤率統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)的，仿真圖 31 中 Error Rate Calculation 的參數(shù)設(shè)置如下： Receive delay: 8 Computation delay: 0 Computation mode: Entire frame 當(dāng)信噪比超過 50dB 時(shí)，系統(tǒng)誤碼率早已為 0，可見這一延時(shí)是沒有問題的。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 48 2DPSK判決模塊 圖 49 16QAM與 2DPSK誤碼率曲線圖 從仿真過程看，在相同信噪比的條件下， 16QAM 的加性白噪聲的功率遠(yuǎn)大于 2DPSK 的加性白噪聲的功率，故 16QAM 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)一般工作在大信噪比的環(huán)境下，其誤碼率將很小，也就是說，兩個(gè)系統(tǒng)在同等噪聲條件下， 16QAM 的抗噪聲性能是相當(dāng)優(yōu)越的。接收端完成相反過程，正交解調(diào)出兩個(gè)相反碼流，均衡器補(bǔ)償由信道引起的失真，判決器識(shí)別復(fù)數(shù)信號(hào)并石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 映射回二進(jìn)制信號(hào)。 從仿真過程看，在相同信噪比的條件下， 16QAM 的加性白噪聲的功率石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 遠(yuǎn)大于 2DPSK 的加性白噪聲的功率，故 16QAM 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)一般工作在大信噪比的環(huán)境下，其誤碼率將很小 ，也就是說，兩個(gè)系統(tǒng)在同等噪聲條件下， 16QAM 的抗噪聲性能是相當(dāng)優(yōu)越的。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更牢固地掌握了有關(guān) MQAM調(diào)制與解調(diào)的理論知識(shí)，并簡單了 解了系 統(tǒng)仿真 建模的 基本步 驟， 同時(shí)還 加深了 我對(duì)Matlab/Simulink 軟件的理解與應(yīng)用。 再次感謝所有關(guān)心、幫助我的老師、同學(xué)和朋友們！ 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 附 錄 附錄 A 外文資料 The Implementation of 16QAM Modulation and Demodulation and Performance Comparison Abstract:The paper deals with the principle of 16QAM modulation and demodulation of high data ratetobandwidth ratio and the BER in the transmission of 16QAM modulation、 BPSK modulation and QPSK modulation was pared with simulation by MATLAB. The experiment proves that 16QAM modulation and demodulation is not only easy to achieve but also better to perform. Keywords:16QAM。1, 177。 ,225 176。所以當(dāng)信號(hào)受到噪聲和干擾，錯(cuò)誤接收信號(hào)的概率就會(huì)增加。 16QAM 采 用正交振幅調(diào)制的方式來接收。 3 。1 、 177。在每個(gè)符號(hào)周期信號(hào)這種