【正文】 編碼器 3 Quantization partition: [ 0 ] Quantization codebook: [0 0 1 1] 量化編碼器 4 Quantization partition: [ 0 ] Quantization codebook: [0 1 0 1] 假設(shè)上述模塊輸入為x，輸出分別為為y、 、 ，則它完成的功能是：1z218?????????2x。301。2x3y ??????3y。1。0yz??????3y。10。3yz2 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/V3 001 011 103 11以上子系統(tǒng)中各點(diǎn)波形如圖312所示：圖312 4/2電平轉(zhuǎn)換中各點(diǎn)波形19 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(lái)產(chǎn)生占空比為 的全一序列，而選擇器用來(lái)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=ThresholdThreshold: 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)。 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。20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： (31) ])(1log3[)1(02nELerfcPbe??? 式中， ， 為每碼元能量， 為噪聲單邊功率譜密度。圖 316給出了方形LbEQAM的誤碼率曲線。21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 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(guò)長(zhǎng)，所以，在610?仿真過(guò)程中將只把精度計(jì)算到 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516QAM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(guò)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: 8Computation delay: 0 Computation mode: Entire frame當(dāng)信噪比超過(guò)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(guò)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317：22圖317 16QAM誤碼率圖通過(guò)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(shuō)本次仿真是成功的。在仿真過(guò)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23 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(guò)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。244 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(guò)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(shuō)，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。 25參考文獻(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] [M].北京:淸華大學(xué)出版社,[4] [M].北京:郵電大學(xué)出版社,[5] [M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社, [6] 通信仿真開發(fā)手冊(cè) [M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社, [7] ——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] 通信仿真與應(yīng)用 [M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,26附 錄27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(yǔ)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(guò)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)。