qam傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2024-10-07 16:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 金融建模和分析等。另外還有一個配套軟件包 Simulink，提供了一個可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài) /嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等 方面。 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。它可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型， Simulink 提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口 (GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式 ，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 4 第二章 QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究及 Simulink 仿真 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；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，所得結(jié)論為后面系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計奠定基礎(chǔ)。 QAM 調(diào)制 正交幅度調(diào)制 (QAM)是一種高效數(shù)字調(diào)制技術(shù)，具有很高的頻譜利用率。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。此外，現(xiàn)代通信系統(tǒng)對傳輸速率和帶寬也提出了新的要求，因此 QAM 引起更多關(guān)注，在有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸、大中容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。但它在隨參信道無線寬帶通信領(lǐng)域中的研究尚未發(fā)展成熟。 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。 正交振幅調(diào)制（ QAM）信號的一般表示式為 ： )c o s ()()(ncSn nMQA M tnTtgAts ?? ??? ? (21) 式（ 21）中， nA 是基帶信號的幅度， )( SnTtg ? 是單個基帶信號的波形，寬度為 ST 。式（ 21）還可以變化為正交表示形式 : tnTtgAtntgAt nsn nSnM Q AM TS ???? s i ns i n)(c osc os)()( ?????? ???????? ?? ?? （ 22） 令 ??? ?? AdY AcXnnnn （ 23） 則式（ 22）變成 5 ttYttXt ccM Q A Ms ?? s i n)(c o s)()( ?? （ 24） QAM 中的振幅和 nY 可以表示為： ??? ?? AdY AcXnnnn (25) 式（ 25）中，固定振幅為 A 、 nc 、 nd 由輸入的信號最終決定。已調(diào) QAM 信號在信號空間中的坐標(biāo)點由 nc 、 nd 決定。 QAM 信號調(diào)制原理結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示。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。這里的 L 由調(diào)制系統(tǒng)所選的進制數(shù)所決定，該 L 電平的基帶信號還要經(jīng)過基帶成形濾波器，主要 是為了抑制已調(diào)信號的帶外輻射，最終形成X(t)和 Y(t),再分別和頻率相同的同相載波以及正交相載波進行相乘運算。將最后得到的兩路信號相加就得到的已調(diào)制 QAM 信號。 圖 21 QAM信號調(diào)制原理圖 QAM 星座圖 星座映射規(guī)則不同，星座呈現(xiàn)不同的分布形式。 16QAM 星座圖分別有星型星座和方型星座。星型星座如圖 22(a)所示，其中信號點的分布呈星型。同理，方型星座圖中信號點的分布呈方形，如圖 22(b)所示。 6 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 mind和最小相位偏移 min? 。不同的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，對這些參數(shù)的要求各不相同 [1011]。 （ 1） QAM 信號的峰值 均值γ aveealPPp?? (213) 其中， pealP 表示信號的峰值功率， aveP 表示信號的平均功率。 （ 2）最小歐幾里得距離 mind 最小歐幾里得距離 mind 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 mind 與抗高斯白噪聲的性能呈正比關(guān)系。 （ 3）最小相位偏移 min? 最小相位偏移 min? ，是指標(biāo)準(zhǔn) QAM 星座圖上信號點之間的相位的最小偏移量。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 min? 越大，抗相位抖動能力也隨著越強。 一個具有良好性能的 QAM 信號，其星座圖要滿足三個方面的要求 [1213]： （ a）信號峰值 均值比要小，用以保證調(diào)制信號的包絡(luò)起伏越小，從而增強其抗非線性失真的能力。 （ b） 信號點間的最小歐幾里得距離要盡量大，從而保證獲得最佳的抗加性高 7 斯白噪聲性能。 （ 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。 就一個確定的 QAM 星座圖而言，是不可能同時滿足這三個要求的，而只能根據(jù)不同傳輸系統(tǒng)的要求，在保證主要性能要求的前提下，折中地或采取自適應(yīng)的辦法進行設(shè)計調(diào)節(jié)。不同星座的參數(shù)如表 所示。 表 21 星座參數(shù)值表 參數(shù) 類型 min? mind ? 方形星座圖 ?18 E 星型星座圖 ?45 E 由表 可見，當(dāng)信號平均功率 aveP 一定時，方型星座圖的最小歐幾里得距離mind 比星型星座圖要大，也就是說，方型星座圖抗高斯噪聲能力比星型星座圖強，適宜在典型的高斯白噪聲信道中使用。但是，在抗相位及抗非線性失真等性能上，方型星座圖不如星型星座 圖，這是因為其最小相位偏移 min? 比星型星座圖小且峰值? 大于星型星座圖。 QAM 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的 Simulink 仿真 Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具，可實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析。在這里，基于 MATLABLE/Simulink 構(gòu)建 QAM 調(diào)制解調(diào)仿真模型
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