【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 這樣兩路二進制信號經(jīng)并串轉(zhuǎn)換后，便完成了如表32所示的映射關系，也最終實現(xiàn)了4/2電平的轉(zhuǎn)換。表32 4/2電平映射關系表映射前數(shù)據(jù) 電平/V3 001 011 103 11以上子系統(tǒng)中各點波形如圖312所示：圖312 4/2電平轉(zhuǎn)換中各點波形19 并∕串轉(zhuǎn)換模塊本系統(tǒng)中的并串轉(zhuǎn)換模塊由一個脈沖序列發(fā)生器和一個選擇器構(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時候輸出哪一路信號。它的參數(shù)設置如下：Switch：Criteria for passing first input: u2=ThresholdThreshold: 所以，當輸入脈沖序列為1時，選擇器輸出第一路信號；當輸入脈沖序列為0時，選擇器輸出第二路信號。本次仿真經(jīng)并串轉(zhuǎn)換以后便最終實現(xiàn)了16QAM信號的解調(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。 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)散圖示波器和錯誤率統(tǒng)計等信宿模塊。圖 314 和 315 顯示了信道信噪比 SNR 為 10dB 時的 16QAM 信號星座圖和 4/2判決之前的眼圖。20圖314 16QAM信號加噪聲后的星座圖圖315 16QAM信號的眼圖 QAM 抗噪聲性能研究 對于方形QAM，可以看成是由兩個相互正交且獨立的多電平ASK 信號疊加而成。因此，利用多電平誤碼率的分析方法，可得到M進制 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進制QAM的誤碼率曲線對16QAM抗噪聲性能仿真，由圖316所示的16QAM誤碼率曲線可以看出，當大信噪比（ ?16dB）時誤碼率為 級，對于個人計算機要計算到如此精度耗時過長，所以，在610?仿真過程中將只把精度計算到 級。由于實際仿真中很多地方都會有延時，所以得到的516QAM解調(diào)信號需經(jīng)一定的延時后才可以與原隨機序列進行比較。這一延時是通過錯誤率統(tǒng)計模塊實現(xiàn)的，系統(tǒng)總體框圖中Error Rate Calculation的參數(shù)設置如下所示：Receive delay: 8Computation delay: 0 Computation mode: Entire frame當信噪比超過50dB時，系統(tǒng)誤碼率早已為0，可見這一延時是沒有問題的。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317：22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計、抽樣判決的位置、判決門限的設定和時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)設計了一個2DPSK調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)的仿真模型，以觀察其與16QAM信號的抗噪聲性能，并對它們的誤碼率進行比較。在取相同的碼元速率和載波速率的情況下，設計出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。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，也兩個系統(tǒng)在同等噪聲條件下，16QAM 的抗噪聲性能是相當優(yōu)越的。244 總結(jié)本文重點是研究現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術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)為例進行設計與仿真，實現(xiàn)了QAM 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)，最后與2DPSK系統(tǒng)進行了比較。本論文設計完成總結(jié)如下：本文對MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)基本原理進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)設計與仿真中的基本步驟與方法。實現(xiàn)了16QAM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的設計與仿真，并得到相應的調(diào)制解調(diào)波形，發(fā)現(xiàn)解調(diào)信號波形與輸入信號波形存在一定時延，所以該系統(tǒng)的實時性有不足，但并不影響對誤碼率的檢測，以及系統(tǒng)能夠的抗噪聲性能。通過對16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能進行分析仿真，得到了16QAM 系統(tǒng)的誤碼率曲線，曲線趨勢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)的抗噪聲性能進行對比，得到了兩者的誤碼率曲線，進行比較發(fā)現(xiàn)16QAM的抗噪聲性能不如2DPSK，也即，當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，兩個系統(tǒng)在同等噪聲條件下，16QAM的抗噪聲性能是相當優(yōu)越的。 25參考文獻[1] 樊昌信,曹麗娜 .通信原理[M].北京:國防工業(yè)出版社, [2] 張輝,曹麗娜 .現(xiàn)代通信原理與技術[M].西安:西安電子科技大學出版社, [3] [M].北京:淸華大學出版社,[4] [M].北京:郵電大學出版社,[5] [M].北京:國防工業(yè)出版社, [6] 通信仿真開發(fā)手冊 [M].北京:國防工業(yè)出版社, [7] ——MATLAB 通信工具箱[M].西安:西安電子科技大學出版社, [8] 賈秋玲 .MTLAB7．X/Simulink/Stateflow 系統(tǒng)仿真、分析與設計 [M].西安:西北工業(yè)大學出版社, [9]孫屹,吳磊 .Simulink通信仿真開發(fā)手冊[M].北京: 國防工業(yè)出版社,[10]邵 佳 .MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實例精講[M].北 京 :電子工業(yè)出版社,[11] 通信仿真與應用 [M].北京:國防工業(yè)出版社,26附 錄27致 謝兩年的專升本學習生涯馬上就要結(jié)束了，我的大學生活也即將畫上句號，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計論文里，向培養(yǎng)我的學校教育教導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結(jié)晶，更有我的論文指導老師的耐心點撥和誠懇建議，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。感謝李文鑫老師在我完成畢業(yè)設計的過程中，在仿真方面給予我悉心的指導和幫助。老師的嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、勤奮的工作作風、平易近人的處世風范，給我留下了深刻的印象，將會在我今后的學習和生活中時刻影響我。也感謝其他各位任課老師，他們豐厚的知識積累和敬業(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!同時也感謝我的同學們，正是和他們這兩年的朝夕相處，讓我從他們身上學到了許多也成長了許多。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，大學的求學時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。