【正文】 電纜和光纖。圖44 QAM調(diào)制信號的星座圖和眼圖仿真結(jié)果通過示波器觀察發(fā)送端原始的輸入信號和接收端恢復(fù)出的信號。本章基于前面所分析研究的基本理論及仿真結(jié)果，構(gòu)建了模擬信源QAM傳輸系統(tǒng)，并利用MATLABLE/Simulink進(jìn)行建模仿真及性能驗證。而且通過課題使我對使用MATALB軟件的系統(tǒng)仿真有了更加深刻的認(rèn)識，學(xué)會了如何運用Simulink仿真平臺進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計和仿真驗證。圖48 示波器輸出波形、啟動仿真，均可聽到在特定的誤碼率下傳輸?shù)腄PCM解碼語音信號。在接收端，對接收到的已調(diào)信號先進(jìn)行16QAM解調(diào)，再進(jìn)行DPCM解碼完成數(shù)模轉(zhuǎn)換?；镜臄?shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控、頻移鍵控‘相移鍵控等。 圖36 PCM傳輸誤碼與解碼話音質(zhì)量仿真模型通過與前面DPCM話音進(jìn)行對比，說明DPCM的抗噪聲能力比PCM強(qiáng)。W]39。 信道誤碼對語音質(zhì)量影響的仿真分析，基于前面最佳預(yù)測器的理論來進(jìn)行仿真分析。量化結(jié)果與預(yù)測器輸出結(jié)果相加后作為預(yù)測器新的輸入，即 (32) (33) (34) (35)因此，預(yù)測器的輸入也就是輸入樣值被量化的結(jié)果，也稱為編碼器的本地解碼樣值輸出。那模擬信源提供的模擬信號如何在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸呢？模擬信號要想在數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，首先需要在發(fā)送端把模擬信號數(shù)字化，即進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后在數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸；在接收端需把數(shù)字信號還原成模擬信號，即進(jìn)行數(shù)模變換。所以真正衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的有效性指標(biāo)是頻帶利用率，即 (212)表23 MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的頻帶利用率MQAM4QAM16 QAM64 QAM256 QAM1024QAM4096QAM23455綜上分析，可得到MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的頻帶利用率如表23所示。解調(diào)的符號（整數(shù)）與發(fā)送端數(shù)據(jù)進(jìn)行比較得出錯誤符號率統(tǒng)計。所以在下面各個仿真模型中，主要通過星座圖模塊、眼圖模塊及誤碼率統(tǒng)計模塊來進(jìn)行仿真驗證和系統(tǒng)性能分析。（1）QAM信號的峰值均值γ (213)其中，表示信號的峰值功率，表示信號的平均功率。式（21）還可以變化為正交表示形式: （22）令 （23）則式（22）變成 （24）QAM中的振幅和可以表示為： (25)式（25）中，固定振幅為、由輸入的信號最終決定。第二部分分析了 16QAM調(diào)制解調(diào)的原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)，利用Simulink仿真平臺對16QAM和64QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)作了仿真建模，通過比較其發(fā)送端和接收端的星座圖及眼圖進(jìn)行性能驗證，最后基于16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的理論知識構(gòu)建了MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，并進(jìn)行系統(tǒng)性能仿真分析。為了抵抗多徑效應(yīng)等， WIMAX協(xié)議中引入了新的物理層技術(shù)，而WiMAX協(xié)議物理層的OFDM符號的構(gòu)造方案亦采用QAM調(diào)制方式[45]。調(diào)制解調(diào)研究的主要內(nèi)容包括:己調(diào)信號的頻譜特性、調(diào)制的原理、解調(diào)的原理、已調(diào)信號的產(chǎn)生方法、解調(diào)的實現(xiàn)方法、解調(diào)后的誤碼率性能和信噪比性能等。QAM傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)QAM傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計目 錄1引言 1 課題研究背景及意義 1 調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用 1 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 2 QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)在數(shù)字通信領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢 2 仿真軟件介紹 3 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 32 QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究及Simulink仿真 4 QAM調(diào)制 4 QAM調(diào)制原理 5 QAM調(diào)制性能 6 QAM星座圖 7 QAM解調(diào) 8 QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的Simulink仿真 9 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的Simulink仿真 9 64QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的Simulink仿真 11 MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)性能仿真分析 12 12 誤碼率分析 13 功率利用率分析 15 本章小結(jié) 153模擬信號數(shù)字化研究及Simulink仿真 15 脈沖編碼調(diào)制 16 差分脈沖編碼調(diào)制 16 DPCM編解碼基本原理 16 最佳預(yù)測器 17 DPCM的系統(tǒng)性能分析 19 DPCM的Simulink仿真 20 信道誤碼對語音質(zhì)量影響的仿真分析 21 最佳預(yù)測器抽頭系數(shù)的確定 21 構(gòu)建測試模型及仿真 22 與PCM話音解碼對比分析 23 244 QAM傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建與仿真 24 構(gòu)建QAM傳輸系統(tǒng) 24 模擬信源數(shù)字通信系統(tǒng)模型 24 QAM傳輸系統(tǒng)的模型 26 QAM傳輸系統(tǒng)的仿真 26 應(yīng)用實例的仿真 29 30結(jié)論及尚存在的問題 30參考文獻(xiàn) 31致謝 32 321引言信號傳輸?shù)倪^程中需要都要占用一定的帶寬，數(shù)字信號的傳輸比模擬信號對對帶寬的需求更高。 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展因為以前的通信系統(tǒng)為模擬通信系統(tǒng)，所以調(diào)制技術(shù)是由模擬信號的調(diào)制與解調(diào)技術(shù)最初開始發(fā)展的。移動通信系統(tǒng)中的另一研究熱點即數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)，也采用QAM數(shù)字調(diào)制技術(shù)[45]。從而得出多進(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)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。已調(diào)QAM信號在信號空間中的坐標(biāo)點由、決定。（2）最小歐幾里得距離最小歐幾里得距離是指QAM信號星座圖上星座點間的最小距離，該參數(shù)衡量了QAM信號抗高斯噪聲的能力，最小距離與抗高斯白噪聲的性能呈正比關(guān)系。 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的Simulink仿真Simulink模塊庫中提供調(diào)制器Rectangular QAM Modulator Baseband模塊、解調(diào)器Rectangular QAM Demodulator Baseband模塊、誤碼率統(tǒng)計模塊、星座圖模塊等，利用這些模塊構(gòu)建16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)[7]，測試模型如圖24所示。發(fā)送和接收信號的星座圖仿真結(jié)果如圖28所示。由表23可得出結(jié)論：對于多進(jìn)制MQAM數(shù)字調(diào)制技術(shù)，隨著M的增大，MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的頻帶利用率增大。一般模數(shù)轉(zhuǎn)換常采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）、差分脈沖編碼調(diào)制等。在DPCM解碼器中，以同樣的反饋相加方式得出解碼樣值輸出。 最佳預(yù)測器抽頭系數(shù)的確定先計算一段采樣率為8000Hz的語音信號（）的最佳預(yù)測器抽頭系數(shù)。 % 計入FIR濾波器第一個抽頭系數(shù)W0predictor = dpcmopt(x,p) % 利用通信工具箱中函數(shù)直接計算程序執(zhí)行結(jié)果是：W= 0 Predictor= 0 構(gòu)建測試模型及仿真基于上面的原理構(gòu)建一個DPCM編解碼仿真系統(tǒng)。所以，盡管在無誤碼傳輸中DPCM的解碼音質(zhì)不如PCM強(qiáng)，但DPCM的抗噪聲能力比PCM強(qiáng)，因此得到廣泛應(yīng)用。在接收端可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原成數(shù)字基帶信號。此系統(tǒng)QAM調(diào)制信號的星座圖和眼圖如圖44所示。盡管有明顯的“咯咯”解碼噪聲，但話音基本能聽懂。這一切，都是在郭老師的熱心指導(dǎo)下完成的，特在此對尊敬的郭老師表示真摯的謝意。通過上面的驗證可看出，在此仿真中，不管使用揚聲器來聆聽話音信號，還是通過示波器觀察接收端恢復(fù)的語音信號，兩種方法的結(jié)果都說明在一定的信道誤碼情況下，所構(gòu)建的QAM傳輸系統(tǒng)可以實現(xiàn)語音信號的正確傳輸。此系統(tǒng)QAM調(diào)制信號的星座圖和眼圖如圖44所示。（4）信道信道是一種物理媒質(zhì)，用來將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收端。這些結(jié)論為后面模擬信源數(shù)字傳輸系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計奠定基礎(chǔ)。 在[1,1]上的信號樣值均勻地量化為N=4比特編碼序列，量化分割電平集合為 :量化輸出電平集合為（也稱為量化碼書） : Simulink通信庫中提供了DPCM編碼解碼模塊“DPCM Encoder”和“DPCM Decoder”。首先估計出語音信號的歸一化自相關(guān)函數(shù)值rj,j=1，…，5，常用的估計方法是： (325)代入歸一化自相關(guān)函數(shù)然后列出方程并求解即可。預(yù)測誤差序列的均方誤差（MSE）為: (37) (38) (39)最佳預(yù)測器將使均方誤差（MSE）最小。 脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制(pulse code modulation——PCM)是典型的編碼方式，通常把從模擬信號抽樣、量化、直到變?yōu)槎M(jìn)制符號的基本過程稱為PCM。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