【導(dǎo)讀】在現(xiàn)代通信中，提高頻譜利用率一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。統(tǒng)設(shè)計(jì)、研究的主要目標(biāo)之一。信系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。移動(dòng)通信中，隨著微蜂窩和微微蜂窩的出現(xiàn)，使得信道傳輸特性發(fā)生了很大變化。過(guò)去在傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)中不能應(yīng)用的正交振幅調(diào)制也引起人們的重視。以直接在有線電視網(wǎng)上傳送，同時(shí)也可根據(jù)需要選擇中頻輸出。置和優(yōu)越的性能指標(biāo)，廣泛的應(yīng)用于數(shù)字有線電視傳輸領(lǐng)域和數(shù)字MMDS系統(tǒng)。及其它變型的QAM在PCN中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛深入地研究。濾波器設(shè)計(jì)到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等不同層的設(shè)計(jì)、仿真要求。參數(shù)，方便地加入注釋。運(yùn)放電路等）進(jìn)行理論分析和失真分析。去通過(guò)編程來(lái)建立通信仿真模型。的待連接端信息，通知用戶連接出錯(cuò)并通過(guò)顯示指出出錯(cuò)的圖標(biāo)。SystemView的另一重要特點(diǎn)是它可以從各種不同角度、以不同方式，

　　

【正文】 。 圖 五 、 16QAM的誤碼率曲線 QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 37 分析：誤碼率反映了系統(tǒng)的抗噪聲性能。進(jìn)行誤碼率測(cè)量時(shí)采用了 systemview的一個(gè)器件。該器件是將輸入信源與解調(diào)出來(lái)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，然后與門(mén)限值比較，大于門(mén)限值則說(shuō)明解調(diào)出錯(cuò)。最后統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)誤碼元數(shù)與整個(gè)碼元數(shù)比，得到誤碼率。由于本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)占用內(nèi)存過(guò)大，所以系統(tǒng)仿真時(shí)間設(shè)定比較小循環(huán)次數(shù)比較少，觀察到的后期誤碼率下降速度就不是很明顯，與其他信號(hào)進(jìn)行對(duì)比的時(shí)候也不方便觀察，另外，要得到更低的誤碼率，需要將 BER器件的比特?cái)?shù)提高， 同時(shí)系統(tǒng)的采樣點(diǎn)數(shù)也要比比特?cái)?shù)高，這樣就會(huì)使得系統(tǒng)仿真占用內(nèi)存更大，會(huì)出現(xiàn)仿真錯(cuò)誤。但是總的來(lái)說(shuō) 得到的曲線還是反映了一定的 16QAM的性能。隨著信噪比的（橫坐標(biāo)）增加，誤碼率（縱坐標(biāo)）下降。 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(mén)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。 下圖六為理論上 QAM與其它信號(hào)對(duì)比的誤碼率性能。可以看出， QAM信號(hào)的誤碼率性能還是比較好的。 16QAM 的誤碼率性能的 systemview 仿真 用 systemview進(jìn)行 16QAM誤碼率測(cè)量時(shí)有個(gè)問(wèn)題就是當(dāng)高斯噪聲設(shè)定比較小的時(shí)候，其輸出誤碼率不能達(dá)到理想的比較小的值。同時(shí)如果設(shè)定比特采樣數(shù)過(guò)大，內(nèi)存會(huì)溢出，不能仿真比較小的誤碼率結(jié)果，這兩個(gè)問(wèn)題一直不能很好的解決。下面我用 matlab編程對(duì) QAM進(jìn)行簡(jiǎn)單的誤碼率仿真。代碼用理論推導(dǎo)的誤碼率公式和實(shí)驗(yàn)里經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)和噪聲干擾的進(jìn)行對(duì)比。需要用到幾個(gè)函數(shù)。分別為： 高斯白噪聲函數(shù)： function[gsrv1,gsrv2]=gngauss(m,sgma) % [gsrv1,gsrv2]=gngauss(m,sgma) % [gsrv1,gsrv2]=gngauss(sgma) % [gsrv1,gsrv2]=gngauss % GNGAUSS產(chǎn)生兩個(gè)均值為 m、標(biāo)準(zhǔn)差 sgma的、互相獨(dú)立的 % 高斯隨機(jī)變量。如果缺少其中一個(gè)輸入?yún)?shù)，則取均值 % 為 0。如果既沒(méi)有給出均值也沒(méi)有給出方差，本函數(shù)將 % 產(chǎn)生兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)高斯隨機(jī)變量 。 if nargin==0, m=0。sgma=1。 elseif nargin==1, QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 38 sgma=m。m=0。 end。 u=rand。 %在區(qū)間 (0,1)內(nèi)的均勻隨機(jī)變量 z=sgma*(sqrt(2*log(1/(1u))))。 %瑞利分布隨機(jī)變量 u=rand。 %在區(qū)間 (0,1)內(nèi)的均勻隨機(jī)變量 gsrv1=m+z*cos(2*pi*u)。 gsrv2=m+z*sin(2*pi*u)。 積分函數(shù) ，用來(lái)對(duì)理論上 16QAM的誤 碼性能進(jìn)行仿真 function [y]=Qfunct(x) % [y]=Qfunct(x) % QFUNCT計(jì)算 Q函數(shù) y=(1/2)*erfc(x/sqrt(2))。 對(duì) 16QAM進(jìn)行仿真時(shí)測(cè)量的誤碼率函數(shù)： function[p]=cm_sm41(snr_in_dB) %[p]=cm_sm41(snr_in_dB) % CM_SM41求出 16 QAM以 dB為單位的給定信噪比的 % 符號(hào)誤碼率 N=10000。 d=1。 %符號(hào)間的最小距離 Eav=10*d^2。 %每符號(hào)能量 snr=10^(snr_in_dB/10)。 %信噪比 sgma=sqrt(Eav/(8*snr))。 %噪聲標(biāo)準(zhǔn)方差 M=16。 %數(shù)據(jù)源產(chǎn)生如下 for i=1:N, temp=rand。 %在區(qū)間（ 0， 1 )間的一個(gè)均勻隨機(jī)變量 dsource(i)=1+floor(M*temp)。 %在 1到 16間的一個(gè)數(shù)，均勻的 end。 %接收信號(hào) for i=1:N, [n(1) n(2)]=gngauss(sgma)。 r(i,:)=qam_sig(i,:)+n。 end。 %判決、錯(cuò)誤概率的計(jì)算 numoferr=0。 for i=1:N, %誤碼率 量度計(jì)算 for j=1:M, metrics(j)=(r(i,1)mapping(j,1))^2+(r(i,2)mapping(j,2))^2。 end。 [min_metric decis]=min(metrics)。 if (decis~=dsource(i)), numoferr=numoferr+1。 end。 QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 39 end。 p=numoferr/N。 16QAM系統(tǒng)進(jìn)行蒙特卡羅仿真 代碼如下： clear all echo off SNRindB1=0:2:15。 SNRindB2=0::15。 M=16。 k=log2(M)。 for i=1:length (SNRindB1), smld_err_prb(i)=cm_sm41(SNRindB1(i))。 %仿真誤符號(hào)率 end。 for i=1:length (SNRindB2), SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10)。 %信噪比 theo_err_prb(i)=4*Qfunct(sqrt(3*k*SNR/(M1)))。 %理論誤符號(hào)率 end。 %繪圖曲線 % semilogy (SNRindB1,smld_err_prb,39。*39。)。 hold semilogy (SNRindB2,theo_err_prb)。 grid on xlabel(39。Eb/No in dB39。) ylabel(39。error probability39。) title(39。16QAM系統(tǒng)的 誤碼率仿真 39。) 仿真結(jié)果如下： 圖六、理論上 和實(shí)際仿真得到 的誤碼率性能 分析：通過(guò)仿真可以更加清楚的觀察 16QAM的誤碼率仿真結(jié)果。隨著信噪比QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 40 的下降，誤碼率不斷下降，從而可以看出增加發(fā)射功率，也就是側(cè)面提高了信噪比可以降低誤碼率。 第六章 設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與總結(jié) 本設(shè)計(jì)總結(jié) 本文研究的重點(diǎn)是對(duì)基于 SYSTEMVIEW的 16QAM 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真 ，得到以下的結(jié)論 1. 對(duì) 16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)基本原理進(jìn)行了較為深入地理解與分析，并且根據(jù)其原理構(gòu)建了 Systemview的仿真模型。 2. 較為熟悉地掌握了 Systemview軟件在通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本步驟與方法。 3. 利用 Systemview 實(shí)現(xiàn)了 16QAM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)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。 5. 從搜集的資料中看， 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。 對(duì)設(shè)計(jì)軟件的不足與實(shí)驗(yàn)感想 在本文所涉及的設(shè)計(jì)仿真工作存在一些不完善的地方，需要進(jìn)行改進(jìn)，完善，主要包括以下幾個(gè)方面： Systemview軟件功能齊全，適用于對(duì)復(fù)雜通信系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，但是在仿真中沒(méi)有與 Matlab連接的模塊，否則對(duì)于 42電平判決部分還有更好的部分，總之一個(gè)軟件尤其優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì)，在使用的時(shí)候才會(huì)發(fā)現(xiàn)，本次實(shí)驗(yàn)還是有了比較好的體會(huì)。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在解調(diào)輸出波形與輸入信號(hào)波形有較長(zhǎng)時(shí)延，這對(duì)于通信的QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 41 實(shí)時(shí)性是不利的。需要進(jìn)行改進(jìn)模型，減小時(shí)延。 在本設(shè)計(jì)中，有些部分在參數(shù)變化的時(shí)候會(huì)有不太理想的結(jié)果出現(xiàn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的分析有一些影響。 最后就是本實(shí)驗(yàn)中關(guān)于誤碼率的測(cè)量問(wèn)題。由于對(duì)軟件的部分器件還掌握的還不是很熟練，所以測(cè)量誤碼率的時(shí)候出現(xiàn)了很多問(wèn)題。比如誤碼率是將信源和接受信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，將錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后得到相應(yīng)的誤碼率。但是本系統(tǒng)在進(jìn)行解調(diào)的時(shí)候已經(jīng)將得 到的信號(hào)進(jìn)行了一系列抽樣與判決，其電平值及碼元周期整流后與信源相同。所以只能在系統(tǒng)的四電平轉(zhuǎn)換后與解調(diào)得到的四電平進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行部分誤碼率的顯示，這個(gè)說(shuō)明的問(wèn)題不是很明顯。所以相對(duì)于誤碼率的測(cè)量而言，本系統(tǒng)還存在不少需要改進(jìn)的地方。 感想 ： 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我得到了大量的鍛煉并受益匪淺，不但提高了自身對(duì)理論基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，同時(shí)還鍛煉了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力。我想，這些不論是對(duì)我讀研階段的學(xué)習(xí)甚至是以后參加工作都是有很大幫助。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更牢固地掌握了有關(guān) MQAM調(diào)制與解調(diào)的理論知識(shí)，并簡(jiǎn)單了解 了系統(tǒng)仿真建模的基本步驟，同時(shí)還加深了我對(duì) Systemview軟件的理解與應(yīng)用。 在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我深刻地體會(huì)到，對(duì)理論知識(shí)的掌握并不以意味著自己就能將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的系統(tǒng)。但是，理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)深刻與否，對(duì)實(shí)踐活動(dòng)有著重要的作用，只有對(duì)理論基礎(chǔ)知識(shí)有深入地了解，才能通過(guò)理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，如果沒(méi)有掌握理論知識(shí)，是不可能獲得實(shí)踐上的成功。同時(shí)，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)了自身對(duì)知識(shí)的運(yùn)用和對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)的靈活調(diào)用。比如在進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換及串并轉(zhuǎn)換和波形中毛刺消除的時(shí)候，數(shù)字電路的基礎(chǔ)能力和聯(lián)系能力就顯 現(xiàn)出來(lái)了。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到過(guò)許多困難，但通過(guò)查閱相關(guān)資料以及前人的結(jié)果，從而解決了許多問(wèn)題，同時(shí)也提高了自己分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。 最后，實(shí)驗(yàn)中與老師和同學(xué)的交流是很有必要的。畢竟每個(gè)人對(duì)實(shí)驗(yàn)的看法和自己遇到的問(wèn)題都有不同的理解，所以遇到問(wèn)題共同交流還是能夠解決各種問(wèn)題的。此外，通過(guò)交流還鍛煉了自己把自己對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解表達(dá)出來(lái)的基本能力。 QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 42 參考文獻(xiàn) 1.《數(shù)字信號(hào)處理的 SystemView 設(shè)計(jì)與分析》 周潤(rùn)景 張斐編 北京航空航天大學(xué) 2021年 3.《通信原理》（第六版）樊昌信，曹麗娜 編著，國(guó)防工業(yè)出版社，北京， 2021年 4.《信息與通信工程原理實(shí)驗(yàn)》李運(yùn)蘭 肖要強(qiáng) ，湖南大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，2021 年 5.《 Systemview 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析及通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)》 PDF 版 6.《數(shù)字通信系統(tǒng)的 SystemView 仿真與分析》青松 程岱松 武建華 編著 北京航空航天大學(xué)出版社 6. 《 cdma 蜂窩移動(dòng)通信 》 袁超偉，陳德榮，馮志勇 編著 北京郵電大學(xué)出版社 2021 年 7 月 7.《數(shù)字通信》張立軍 張宗橙 鄭寶玉等譯 電子工業(yè) 出版社 2021 年 11月