【文章內(nèi)容簡介】 lation results and thus has a clear understanding of the performance of QAM.Key words: modulation spectrum simulation usage1基于MATLAB的QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究 引言隨著人們對通信需求量的增大和通信距離的要求，人們開始研究怎樣在有限的頻帶資源里實現(xiàn)盡可能大的信息量傳輸。所以在這種情況下數(shù)字調(diào)制理論與技術(shù)也適應(yīng)人們的需求迅速發(fā)展。我們通過研究以往的數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)研究其有點特性將二者中可利用的部分組合起來形成一種滿足人們需求的新的調(diào)制方式。都有自己的優(yōu)點與缺點，總的來說各有所長。正交振幅調(diào)制一種通過這種方法的出的一種新的調(diào)制方式，它就是線性的幅度調(diào)制與非線性的相位調(diào)制結(jié)合到一起提高頻譜效率，這樣在就可在限定的頻帶寬度內(nèi)頻帶資源就會被充分利用 。在現(xiàn)有通信系統(tǒng)中正交振幅這種多進(jìn)制調(diào)制方式的面世為我們在很多研究領(lǐng)域提供了更有效快捷的調(diào)制方式。所以這種新的調(diào)制方式使我們的思維面更加廣闊，也能使我們面對一個通信系統(tǒng)是能夠多樣性的去解決一個系統(tǒng)的傳輸問題。雖然這類新型調(diào)制機(jī)制比較復(fù)雜，但隨著通信技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展尤其是電子通信方面的集成電路和移動通信中的信號處理技術(shù)等的發(fā)展，是復(fù)雜的問題變得簡單化我們可以利用少量的集成電路模塊就能輕松地實現(xiàn)其功能。它由于配置靈活和性能指標(biāo)相對優(yōu)越等特點，在數(shù)字有線電視傳輸領(lǐng)域和數(shù)字MMDS系統(tǒng)被人們所衷愛。 因為正交振幅調(diào)制作作為通信領(lǐng)域比較重要的通信方式之一，所以許多通信領(lǐng)域的專家開始已對16QAM及其它變型的QAM在PCN中的應(yīng)用進(jìn)行研究。1　緒　 論　　　　　 　SIMULINK與仿真Simulink是一種簡單易懂的仿真軟件，通信仿真就是通過它來搭建仿真模塊，使理論上的通信系統(tǒng)比較直觀的表現(xiàn)出來，從而可以通過它來判斷該通信系統(tǒng)的性能以及判斷一些我們需要證實的理論，也是我們對新型通信系統(tǒng)的研究及對通信的改造的一種重要工具。無論在學(xué)術(shù)研究中還是在工程實踐中，我認(rèn)為仿真都是不可或缺的一部分，尤其是在通信仿真中。因為實際的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及它所能實現(xiàn)的功能都是很繁瑣的，所以無論我們對這個系統(tǒng)的任一環(huán)節(jié)或者步驟做出變更都可能影響到整個系統(tǒng)的輸出結(jié)果及性能的穩(wěn)定。 ?。眩粒秃喗殡S著人們對通信需求量的增大和通信距離等方方面面的需求，人們開始研究怎樣在有限的頻帶資源里實現(xiàn)盡可能大的信息量傳輸。QAM新型的在頻譜利用率方面有較大優(yōu)勢的調(diào)制方式，QAM非常適用于頻帶資源有限的區(qū)域，在這類場合QAM調(diào)制可以最大限度的發(fā)揮自身優(yōu)勢，例如，因為電話的帶寬通由于條件影響要限制在話音頻帶（300HZ400HZ）范圍內(nèi)，所以如果在這類情況下要提高數(shù)字信號的速率，QAM是一種比較理想的調(diào)制方式。所謂正交振幅調(diào)制是一種面向數(shù)字信號的調(diào)制方式其原理是在調(diào)制中分別以載波信號的幅度和其相位來表示不同的數(shù)字比特編碼，這種調(diào)制方式將正交載波技術(shù)與多進(jìn)制完美的結(jié)合了起來同時也達(dá)到了提高頻譜利用率的目的。這種正交振幅調(diào)制方式通常有四進(jìn)制QAM（l6QAM）、八進(jìn)制QAM（64QAM）、二進(jìn)制QAM（4QAM）等等 。多進(jìn)制正交振幅調(diào)制，可記做MQAM（M2）。如果想要提高頻帶利用率和充分利用其帶寬資源理論是只需增大其M的取值。下面是MQAM的矢量圖?！QAM信號MQAM信號表示式可寫成 (11)其中，振幅用Ai和Bi來表示 (12)選擇正交的基本信號為 (13) 在信號空間中MQAM信號點 (i,j=1,2,…,L) (14) 圖11 MQAM信號矢量圖（星座圖）現(xiàn)在我們想對MQAM信號與MPSK做一個簡單的對比，從而分析一下兩種信號的性能。如此我們可以假設(shè)M為16的情況即取一個特列來研究我們可以在圖13和14中假設(shè)最大振幅相等的條件下，畫出它們的矢量點位圖，我們用Am來表示最大振幅，d1，d2分別表示16PSK與16QAM的相鄰矢量端點的歐氏距離，我們可以根據(jù)d1與d2的值直觀的判斷噪聲容限的大小。 16PSK （15） 16QAM (16) 由式15和16可知在最大振幅（功率）。但這種情況沒有考慮這兩種信號的差別，對于16QAM來說在概率相同的條件下，，而對于16PSK來說其平均功率就可視為是最大功率，換言之二者是相等的。因此我們就要想比較其抗噪性，使二者的平均功率相等即可，就知道了相對來說16QAM的抗噪性能還是比較好的。 圖12 16QAM和16PSK的星座圖 對于MQAM信號來說M的取值是不唯一的，所以MQAM信號的矢量圖也是不唯一的。好比當(dāng)M值為4是其星座圖其實是個正方形，為32時是個六邊形，是64時又是個長方形。由此可見M取值不同時得到的星座圖的形式也不盡相同不同，那么同樣個信號的相鄰矢量端點的歐式距離和其誤碼特性也就不一樣了。. 2　QAM信號的調(diào)制與解調(diào)QAM的調(diào)制解調(diào)原理框圖如圖13所示。在解調(diào)器中：（1)輸入端的信號通過QAM系統(tǒng)中的串并模塊變成兩路互不影響的信號 　?。?將（1）中的出的兩路信號分別通過框圖中的上下兩個2/L電平變換操作，得出兩路新的信號 　?。?）圖23中的框圖中上下兩路的兩個預(yù)調(diào)制的低通濾波器就是用來接收（2）中輸出的兩路信號 　?。?）給系統(tǒng)加入兩路相互正交的載波分別于步驟（3）中得出的兩路信號相乘 　　（5）經(jīng)過這樣一系列復(fù)雜的操作再將兩路信號相加就可得幅相的輸出與輸入相比不同的信號在接收器中：（1）將本地恢復(fù)的兩個正交的載波與被分成了兩路的輸入信號相乘 （2）將（1）中所得信號分別經(jīng)過兩個低通濾波器 （3）將（2）中所得信號經(jīng)過分別經(jīng)過多電平判決 （4）將（3）中的輸出信號分貝經(jīng)過L電平到2電平轉(zhuǎn)換 （5）將所得的兩路信號經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換就得到了輸出數(shù)據(jù)序列 MQAM調(diào)制 MQAM的解調(diào) 圖13 MQAM調(diào)制解調(diào)框圖2　SIMULINK概述2. 1　SMULINK簡介 Simulink是MATLAB的軟件的重要組成部分，但是simulink與MATLAB還是有著一定的區(qū)別的，總體而言simulink作為一個仿真軟件它具有相對獨立的功能模塊和使用方法。它作為對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真與分析的一款軟件，是支持線性和非線性系統(tǒng)、連續(xù)和離散時間系統(tǒng)等，它可以與其他組件配合就能使用他的擴(kuò)展功能。若與相關(guān)的工具箱與模塊結(jié)合，可以完成各種復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)仿真?！imulink的特點簡單地說，Simulink的特點如下所示：1. 以直觀的方式建模、準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)計模擬4. 基于矩陣的數(shù)值計算5. 高級編程語言6. 圖形與可視化8. 豐富的數(shù)據(jù) I/O 工具9. 提供與其它高級語言的接口 2. 2 　Simulink模塊庫介紹　Simulink的基本模塊庫介紹Simulink 模塊庫按其功能可分為以下8類子庫：（Continuous） 該模塊含有信號傳輸延時、微分環(huán)節(jié)、把前一步的輸入延遲后輸出、傳遞函數(shù)、零極點模型、狀態(tài)方程、積分環(huán)節(jié)、按第二個輸入指定時間將第一個輸入延時等模塊。（Discrete） 該模塊主要有離散濾波器、離散零極點模型，延時一個周期、離散時間積分、離散狀態(tài)方程、零階保持器、離散傳遞函數(shù)、采樣保持、一階保持器等模塊。（ Math ） 該模塊包含關(guān)系運算、取整函數(shù)、點擊、常量增益、矩陣增益、數(shù)字運算函數(shù)、三角函數(shù)、求最大值、根據(jù)模和輻角得到復(fù)數(shù)、符號函數(shù)、對輸出求積或商、邏輯真值表、邏輯運算、對輸入代數(shù)求和、求復(fù)數(shù)的模和輻角、求絕對值或復(fù)數(shù)的模、強(qiáng)制輸入信號為零等模塊。（ Signalamp。Systems ） 該模塊同樣含有很多子模塊，有設(shè)置信號的初始值、把適量分成標(biāo)量或小的矢量、檢查輸入信號的寬度、選擇輸出元素、把輸入信號合并成輸出信號、從指定的數(shù)據(jù)存儲器讀取數(shù)據(jù)、函數(shù)調(diào)用發(fā)生器、從輸入中選擇信號、把矢量或標(biāo)量組合成大的矢量、檢測輸入信號的零交叉點等模塊。（ Sinks ） 該模塊有示波器、輸出到當(dāng)前工作空間變量、兩個信號關(guān)系圖、保存到文件、實時數(shù)值顯示、輸入不為0時間停止仿真等。（ Sources ） 該模塊向用戶提供了多種輸入源，其中主要有高斯分布的正弦波、線性增加或減小的信號、帶限白噪聲、隨機(jī)信號、信號發(fā)生器、階躍信號等。　Simulink簡單模型的建立（1）建立系統(tǒng)模型：我們要根據(jù)本次仿真的需求以及SIMULINK的功能來選擇如何搭建我們所需要的模塊（2）模塊參數(shù)設(shè)置：按原理編輯完成系統(tǒng)模塊圖后，再對其各個模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置。參數(shù)的設(shè)置步驟：1）雙擊模塊打開參數(shù)設(shè)置的對話框 2）設(shè)置仿真需要的參數(shù)（3）系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置分析:Simulink默認(rèn)的仿真起始時間是0，仿真結(jié)束時間