【導(dǎo)讀】與本研究成果相關(guān)的所有人所做出的任何貢獻(xiàn)均已在論文（設(shè)計(jì)）中作了明確。的說明并表示了謝意。本人授權(quán)許昌學(xué)院可以將畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)。據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編論文（設(shè)計(jì)）。本文設(shè)計(jì)的是基于Simulink的QAM調(diào)制解調(diào)的實(shí)現(xiàn)。16QAM系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行建模與仿真，實(shí)現(xiàn)了16QAM的調(diào)制與解調(diào)。調(diào)系統(tǒng)這一結(jié)論。

　　

【正文】 述模塊輸入為 x，輸出分別為為 y、 1z 、 2z ，則它完成的功能是： ??????????????????2x。32x0。10x2。12x。3y ??????????????3y。11y。11y。03y。0z 1 ??????????????3y。11y。01y。13y。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。 表 32 4/2電平映射關(guān)系表 映射前數(shù)據(jù) 電平 /V 3 00 1 01 1 10 3 11 以上子系統(tǒng)中各點(diǎn)波形如圖 312所示： 18 圖 312 4/2電平轉(zhuǎn)換中各點(diǎn)波形 并 ∕串轉(zhuǎn) 換模塊 本系統(tǒng)中的并串轉(zhuǎn)換模塊由一個(gè)脈沖序列發(fā)生器和一個(gè)選擇器構(gòu)成。其中的脈沖序列發(fā)生器用來產(chǎn)生占空比為 的全一序列，而選擇器用來決定在哪一個(gè)時(shí)候輸出哪一路信號(hào)。它的參數(shù)設(shè)置如下： Switch： Criteria for passing first input: u2=Threshold Threshold: 所以，當(dāng)輸入脈沖序列為 1時(shí)，選擇器輸出第一路信號(hào)；當(dāng)輸入脈沖序列為 0時(shí)，選擇器輸出第二路信號(hào)。本次仿真經(jīng)并串轉(zhuǎn)換以后便最終實(shí)現(xiàn)了 16QAM信號(hào)的解調(diào)，其波形如圖 313所示 ： 圖 313 16QAM解調(diào)輸出波形 上圖中，一三兩行為 4/2判決器的輸出，第二行為解調(diào)出的 16QAM最終信號(hào)。 19 其余模塊 除以上各模塊之外，解調(diào)階段還用到了包括眼圖、發(fā)散圖示波器和錯(cuò)誤率統(tǒng)計(jì)等信宿模塊。圖 314 和 315 顯示了信道信噪比 SNR 為 10dB 時(shí)的 16QAM 信號(hào)星座圖和 4/2 判決之前的眼圖。 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。因此，利用多電平誤碼率的分析方法，可得到 M進(jìn)制 QAM的誤碼率為： 20 ])(1l o g3[)11(022 nEL 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。圖 316給出了方形 QAM的誤碼率 曲線。 圖 316 M進(jìn)制 QAM的誤碼率曲線 對(duì) 16QAM抗噪聲性能仿真，由圖 316所示的 16QAM誤碼率曲線可以看出，當(dāng)大信噪比（ ? 16dB）時(shí)誤碼率為 610? 級(jí)，對(duì)于個(gè)人計(jì)算機(jī)要計(jì)算到如此精度耗時(shí)過長(zhǎng)，所以，在仿 真過程中將只把精度計(jì)算到 510? 級(jí)。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。這一延時(shí)是通過錯(cuò)誤率統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)總體框圖中 Error Rate Calculation的參數(shù)設(shè)置如下所示： 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。通過調(diào)整高斯白噪聲信道的信噪比 SNR（ Eb/No），可以得到如下所示的誤碼率圖 317： 21 圖 317 16QAM誤碼率圖 通過和圖 316相比較，可以確定這里得到的結(jié)果基本上是可信的，也就是說本次仿真是成功的。 在仿真過程中有許多的因素決定著 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能，例如濾波器的性能以及它的通頻帶的設(shè)計(jì)、抽樣判決的位置、判決門限的設(shè)定和時(shí)間延遲等都或大或小的影響著它的結(jié)果。 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。在取相同的碼元速率和載波速率的情況下，設(shè)計(jì)出2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)如 圖 318下所示： 圖 318 2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)框圖 22 2DPSK采用的是差分相干解調(diào)的方法，不需要做載波恢復(fù)。解調(diào)部分的濾波器采用了貝塞爾函數(shù)低通濾波器，且判決模塊如 圖 319所示 ： 圖 319 2DPSK判決模塊 這樣在高斯白噪聲信道處調(diào)整信噪比，得到如圖 320 所示的誤碼率圖 ： 圖 320 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。 23 4 總結(jié) 本文重點(diǎn)是研究現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) QAM的調(diào)制與解調(diào)，基于 Matlab之 Simulink通信仿真軟件，以 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)為例進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真，實(shí)現(xiàn)了 QAM系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)，最后與 2DPSK系統(tǒng)進(jìn)行了比較。 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。熟練掌握了 Simulink軟件在通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真中的基本步驟與方法。實(shí)現(xiàn)了 16QAM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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。 通過對(duì) 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能進(jìn)行分析仿真，得到了 16QAM系統(tǒng)的誤碼率曲線，曲線趨勢(shì)與理論曲線基本一致。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。從仿真結(jié)果看，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。 24 參考文獻(xiàn) [1] 樊昌信 ,曹麗娜 .通信原理 [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 , [2] 張輝 ,曹麗娜 .現(xiàn)代通信原理與技術(shù) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 , [3] 曹志剛 .現(xiàn)代通信原理 [M].北京 :淸華大學(xué)出版社 , [4] 達(dá)新宇 .通信原理教程 [M].北京 :郵電大學(xué)出版社 , [5] 李賀冰 .Simulink通信仿真教程 [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 , [6] 李妍 .MATLAB 通信仿真開發(fā)手冊(cè) [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 , [7] 李建新 .現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真 —— MATLAB通信工具 箱 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 , [8] 賈秋玲 .MTLAB7． X/Simulink/Stateflow系統(tǒng)仿真、分析與設(shè)計(jì) [M].西安 :西北工業(yè)大學(xué)出版社 , [9]孫屹 ,吳磊 .Simulink通信仿真開發(fā)手冊(cè) [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 , [10]邵佳 .MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實(shí)例精講 [M].北京 : 電子工業(yè)出版社 , [11]劉敏 .MATLAB通信仿真與應(yīng)用 [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 , 25 附 錄 26 致 謝 兩年的專升本學(xué)習(xí)生涯馬上就要結(jié)束了，我的大學(xué)生活也即將畫上句號(hào)，臨畢業(yè)之際用心填寫了這份畢業(yè)答卷，畢業(yè)前所有的努力與付出都凝聚在這篇設(shè)計(jì)論文里，向培養(yǎng)我的學(xué)校教育教導(dǎo)我的老師還有自己交出了這份答卷。這里面有任課老師們傳授的知識(shí)結(jié)晶，更有我的論文指導(dǎo)老師的耐心點(diǎn)撥和誠(chéng)懇建議，正是在王安梅老師不遺余力的幫助下，論文的思路從混亂到清晰，材料從冗雜到精到，語言從瑣碎到凝練，一步步接近成熟。 在此特別感謝王安梅老師的幫助與指導(dǎo)。 感謝 李文鑫 老師在我完成畢業(yè) 設(shè)計(jì) 的過程中， 在仿真方面 給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。老師的 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、勤奮的工作作風(fēng)、平易近人的處世風(fēng)范，給我留下了深刻的印象，將會(huì)在我今后的學(xué)習(xí)和生活中時(shí)刻影響我。也感謝 其他 各位任課老師，他們豐厚的知識(shí)積累和敬業(yè)精神，給予了我很多的教益。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。這次特別感謝我的室友，在電腦方面給予我莫大的便利和幫助，大學(xué)的求學(xué)時(shí)光給我留下了美好的回憶，它將成為我今后人生旅途的新起點(diǎn)。