【正文】 （ 2lbL）的電平信號(hào)，然后分別與兩個(gè)正交載波相乘，再相加后即得 MQAM 信號(hào)。接受到的信號(hào)分兩路進(jìn)入兩個(gè)正交的載波的相干解調(diào)器，再分別進(jìn)入判決器形成 L 進(jìn)制信號(hào)并輸出二進(jìn)制信號(hào)，最后經(jīng)并 /串變換后得到基帶信號(hào)。 對(duì)于 M＝ k2 下的矩形信號(hào)星座圖（ k 為偶數(shù)）， QAM 信號(hào)星座圖與正交載波上的兩個(gè) PAM 信號(hào)是等價(jià) 的，這兩個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)上都有 22kM ? 個(gè)信號(hào)點(diǎn)。 M 進(jìn)制 QAM 系統(tǒng)正確判決的概率是 2)1( Mc PP ?? 式中 MP 是 M 進(jìn)制 PAM 系統(tǒng)的誤碼率，該 PAM 系統(tǒng)具有等價(jià) QAM 系統(tǒng)的每一個(gè)正交信號(hào)中的一半平均功率。因此 M 進(jìn)制 QAM 的誤碼率為 ??? 1(1MP MP )2 可以注意到，當(dāng) k 為偶數(shù)時(shí)，這個(gè)結(jié)果對(duì) M＝ k2 情形時(shí)精確的，而當(dāng) k 為奇數(shù)時(shí)，就找不到等價(jià)的 M 進(jìn)制 PAM 系統(tǒng)。 2. 4 QAM 的改進(jìn)方案 為了適應(yīng)不同的需要， QAM 有一些改進(jìn)方案，如正交部分響應(yīng)幅度調(diào)制（ MQPR）、非線(xiàn)性正交振幅調(diào)制（ NLAQAM）、疊加式正交振幅調(diào)制（ SQAM）等，還可以把 QAM 調(diào)制與信道編碼技術(shù)結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)，取得最優(yōu)的可靠性和有效 性，這種技術(shù)稱(chēng)為網(wǎng)格編碼調(diào)制（ TCM）。 QPR 與 QAM相比，在相同信息傳輸速率條件下，嚴(yán)格帶寬受限的 QPR 優(yōu)于 QAM。 NLAQAM 信號(hào)的產(chǎn)生方法與 QAM 不相同，但解調(diào)的方法與 QAM 完全一樣。要改善 QAM 的頻譜特性，應(yīng)改善其基帶波形以平滑碼元轉(zhuǎn)換時(shí)的相位變化， SQAM 就是從這個(gè)角度提出的。采用正交調(diào)制方式時(shí)，在下支路要延時(shí) TB/2，并且上下兩支路放大倍數(shù) 相差 60dB。 QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 9 第三章 SYSTEMVIEW 概述 3. 1 systemview 基本模塊庫(kù)介紹 的基本模塊庫(kù)介紹 信號(hào)源 脈沖串 Pulse Train 參數(shù) : (HZ) (秒 ) 功能 : 產(chǎn)生具有設(shè)定幅度和頻率的周期性脈沖串，脈寬由設(shè)置決定。 高斯噪聲 Gauss noise 參數(shù) : 譜密度 (W/Hz) 功能 : 產(chǎn)生一個(gè)具有高斯分布的隨機(jī)信號(hào)。 采樣延遲 Smple Delay 參數(shù) : (主動(dòng) /被動(dòng) ) 功能 : 增益 Gain 參數(shù) : 功能 : 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大。 低通濾波器 功能：將信號(hào)中的高頻分量濾除 函數(shù)庫(kù) 限幅 Limit 參數(shù) : 功能 : y(t) =( OUTmax /INmax)x(t), |x(t)| ≤ INmax = OUTmax sign(x(t)), 其它情況 頻率調(diào)制 FM 參數(shù) : A fc q G 通信庫(kù) PN序列產(chǎn)生器 PN Gen 參數(shù) : （最大 33位） 功能 : 產(chǎn)生偽隨機(jī)序列碼。 與非 NAND 參考型號(hào) : 通用 參數(shù) : 功能 : 兩個(gè)或兩個(gè)以上的邏輯信號(hào)與非操作。 D觸發(fā)器 FFD1 參考型號(hào) : 7474 參數(shù) : 功能 : 帶置位、清零輸入，上升沿觸發(fā)的 D觸發(fā)器。該接收器平時(shí)無(wú)顯示，必須進(jìn)入系統(tǒng)分析窗口才能觀察 和分析輸出結(jié)果。由第二章 MQAM的調(diào)制解調(diào)原理可以得出， 16QAM的調(diào)制解調(diào)框圖如下所示： QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 12 串 / 并 轉(zhuǎn) 換2 / 4 電 平 轉(zhuǎn)換2 / / 4 電 平 轉(zhuǎn)換L P FL P F相 加L P FL P F4 / 2 電 平 抽樣 判 決4 / 2 電 平 抽樣 判 決并 / 串 轉(zhuǎn) 換輸 入輸 出R b / 2R b / 2c os cwtc os cwtsin cwtsin cwt 圖 16QAM的調(diào)制解調(diào)框 由圖 ， 16QAM的調(diào)制解調(diào)原理比較簡(jiǎn)單，接下來(lái)，我們將通過(guò)調(diào)制與解調(diào)兩大模塊來(lái)介紹 SYSTEMVIEW下 16QAM的仿真結(jié)果，并且將對(duì)仿真結(jié)果作出分析并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定的優(yōu)化，從而獲得較好的系統(tǒng)模型。而且 16QAM調(diào)制是由兩路相互獨(dú)立的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，一個(gè) 16QAM碼元寬度是基礎(chǔ)信號(hào)的 2倍。下面為信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的電路框圖 ： 圖 調(diào)制單元電路框圖 說(shuō)明：信源 t50為激勵(lì)信號(hào)，其參數(shù)如圖中所示， t51為偽隨機(jī)序列發(fā)生器，其參數(shù)也顯示了出來(lái)。 T64為串并轉(zhuǎn)換模塊，將信源分成兩路輸出。 QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 14 串并轉(zhuǎn)換模塊 由于系統(tǒng)仿真總框圖涉及模塊較多，為不失美觀同時(shí)又能顯的淺顯易懂特將串并轉(zhuǎn)化作成一個(gè)單獨(dú)子 系統(tǒng)而嵌入總系統(tǒng)中。 t45為時(shí)鐘序列，以雙極性為脈沖序列，作為 t47和 t52的觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)。 t48和t53對(duì)觸發(fā)器 提供使能端及清零端的偏置。 我們知道，觸發(fā)器是在上升沿出現(xiàn)的時(shí)候輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)一路信號(hào)送至 t47時(shí)，t45的脈沖處于下降沿時(shí)，經(jīng)過(guò) t60的非門(mén)取反，對(duì)于 t47就是上升沿，從而將該信號(hào)經(jīng) t47輸出到 t54，而此時(shí)該下降沿對(duì)于 t52和 t54都是沒(méi)有用的。同時(shí)由于第一QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 15 次下降脈沖時(shí)，第一個(gè)碼元信號(hào)處于 t56的輸入端，此時(shí)的脈沖對(duì)其有用，從而將第一個(gè)碼元從 t54輸出。 實(shí)際運(yùn)行中各路信號(hào)圖形如下所示，圖中從上往下依次是串行輸入 t5并行輸出 1（ t56）和并行輸出 2（ t57）的波形。和假設(shè)不同的是每一路輸出信號(hào)前邊都多了一個(gè) 0碼元單位，這是由于系統(tǒng)延時(shí)所造成的。 圖 串并轉(zhuǎn)換各路信號(hào)圖 分析： 對(duì)于第一個(gè)信號(hào)，是串行信號(hào)，二進(jìn)制信息為 110111100001000101? ,對(duì)于第二個(gè)信號(hào)，是并行輸出第一路，二進(jìn)制信息為 010110000001? ,對(duì)于第三個(gè)信號(hào)，是并行輸出第二路，二進(jìn)制信息為 0111001011011? ,我們將第一路與第二路進(jìn)行合并可以得到合并后的信息 0011011110001? ,這與第一路的串行信息是對(duì)應(yīng)的。 從得到的波形信息可以 看出，并行信號(hào)的碼元寬度是串行的兩倍，這也是實(shí)際中所需要的。 T45的脈沖QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 16 寬度與信源碼元寬度是一樣的。 2/4 電平轉(zhuǎn)換模塊 對(duì)于 2/4電平的轉(zhuǎn)換，其實(shí)是將輸入信號(hào)的 4種狀態(tài)（ 00,01,10,11）經(jīng)過(guò)編碼以后變?yōu)橄鄳?yīng)的 4電平信號(hào)。這里輸入信號(hào)為兩路二進(jìn)制信號(hào)，假設(shè)它們是 ab，則在 a=1時(shí)讓它輸出一個(gè)幅度為 2的信號(hào)，當(dāng) a=0時(shí)輸出幅度為 2的信號(hào)。如此一來(lái)便可以得到下面的結(jié)果： 當(dāng) ab=00時(shí) 輸出： y=2 + 1=3； ab=01時(shí) y=2 + 1=1； ab=10時(shí) y=2 + 1 =1； ab=11時(shí) y=2 + 1 =3； 由上所示我們可以得出：再設(shè)計(jì) 2/4電平轉(zhuǎn)換模塊的時(shí)候， 我們需要先將輸入信號(hào)再次進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換 ，每路信號(hào)做一個(gè)簡(jiǎn)單的判決，再用一個(gè)相加模塊便可 實(shí)現(xiàn) 2/4電平的轉(zhuǎn)換功能。 各個(gè)器件參數(shù)具體值可見(jiàn)圖中所設(shè)置的。但要注意，此時(shí) t66的脈沖序列周期要變成原來(lái)的兩倍，這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換后，并行電路的碼元寬度變成串行的兩倍。這里是利用了其在輸入與門(mén)限值比較大小而輸出根據(jù)比較的不同選擇不同的輸入。在輸入值比設(shè)定的門(mén)限值大時(shí)，輸出為 input1的值，反之為 input2的值。另一個(gè) input1由 t82提供，幅值為 2。 對(duì) t86與 t83設(shè)置相似，但是其 input0和 1分別由提供 1和 1的正弦信源提供。首先是 t56的信號(hào)，后兩個(gè)是 t76和 t77信號(hào)，這兩個(gè)是 t56經(jīng)過(guò)了串并轉(zhuǎn)QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 18 換后的輸出信號(hào)。整體上我們可以看出信號(hào)的碼元寬度又變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍。從圖中可以看出前面 2—— 4電平轉(zhuǎn)換獲得成功。這與第三個(gè)波形結(jié)果相同，也說(shuō)明了電平轉(zhuǎn)換得到成功 ！ 圖 2/4電平轉(zhuǎn)換模塊各點(diǎn)波形 對(duì)于另外一路信號(hào)運(yùn)用同樣的模塊進(jìn)行仿真即可得到相應(yīng)的 24電平轉(zhuǎn)換結(jié)果 。在這里我們將載波頻率定QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 19 為 5KHz，由于數(shù)字信源在經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換和二四電平轉(zhuǎn)換后碼元速率已經(jīng)降為信源的 1/4，為 250Kbps，按照載波速率為碼元速率的 10到 20倍，我們?nèi)?5KHz的載波所得到的調(diào)制信號(hào)是符合要求的。所以載波信號(hào)發(fā)生器 t129的參數(shù)設(shè)置如下所示： 上圖中先將兩路正交的信號(hào)和成一個(gè)復(fù)信號(hào)后，經(jīng)離散采樣加入到了信號(hào)發(fā)散圖示波器，這樣就可以得到原始信號(hào)的星座圖了。 QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 20 圖 16QAM調(diào)制波形 分析： 上圖中一三行為并行輸出的兩路四電平信號(hào)，二四行為一三行分別與正交載波相乘后所得的兩路信號(hào)。至此 16QAM信號(hào)的調(diào)制也就結(jié)束了。下圖為加入高斯噪聲之前和之后的信號(hào)對(duì)比： QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 21 圖 調(diào)制后信號(hào)與加入高斯噪聲后信號(hào)對(duì)比 可見(jiàn)加入高斯噪聲之后，信號(hào)的幅度發(fā)生了干擾，但是整體上還是反映了一定的信號(hào)形狀。在本次仿真中，載波恢復(fù)輸出的同頻同相波是直接由調(diào)制模塊中的載波提供的，也就是說(shuō)在仿真實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有做載波恢復(fù)。本系統(tǒng)所采用的解調(diào)器原理為相干解調(diào)法，即已調(diào)信號(hào)與載波相乘，送入到低通濾波器，其對(duì)應(yīng)原理圖中信號(hào)輸入并與載波相乘后通過(guò) LPF的部分，輸出送入到判決器判決，在這里， 低通濾波器的設(shè)計(jì)很重要，在 Systemview中提供了一些濾波器，我們可以加以利用，但它的參數(shù)設(shè)定對(duì)后續(xù) 判決產(chǎn)生誤差有很大關(guān)系，所以要對(duì)該濾波 器的參數(shù)設(shè)定要慎重。這里對(duì) LPF的參數(shù)設(shè)定如下， 而輸出波形如圖 。將兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。 Fm為調(diào)頻器。兩路輸入均為經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào)。具體數(shù)學(xué)模型見(jiàn)下： 鎖相環(huán)電路原理框圖 在這里，我們假設(shè) t172輸入的信息表達(dá)式為 ，經(jīng)過(guò)與 Fm輸出的PN碼 產(chǎn)生器 載波 產(chǎn)生器 VCO LF 低通 低通 tc?cos)(tmx )(1tu )(2tu )(tuI )(tuQ鎖 相環(huán)原理框圖 )cos( ect ?? ? )sin( ect ??QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 23 載波 相乘后得到 , 經(jīng)化簡(jiǎn)可得：，同樣 t166的輸出是 再經(jīng)過(guò)低通濾波器后將的頻率濾除 ，得到和。再經(jīng)過(guò)帶通濾波器后得到相位信息。 Fm的功能函數(shù)為：，其輸入經(jīng)過(guò)積分就可以改變Fm輸出載波的相位，從而達(dá)到調(diào)節(jié)相位的作用。 同時(shí)兩個(gè)低通濾波器的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了變化。 T169截止頻率設(shè)定為 300Hz，將得到的壓控信號(hào)進(jìn)行再次 濾波，是環(huán)路濾波器的作用。第一個(gè)為低通濾波后的波形，第二個(gè)為接收信號(hào)與載波相乘的波形，可QAM 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 24 見(jiàn)經(jīng)過(guò)濾波，將高頻分量濾除了，得到的信號(hào)與之前的信號(hào)包絡(luò)相似。之后要想得到 2電平的數(shù)字信號(hào)，需經(jīng)一系列的抽樣、量化和編碼。320。12。11。03。11。13。 映射前數(shù)據(jù) 電平 /V 3 00