基于matlab的qam调制解调技术研究毕业设计论文(编辑修改稿)

基于matlab的qam调制解调技术研究毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

od by which a new mode of modulation, it is a linear bination of nonlinear phase modulation and amplitude modulation to improve spectrum efficiency, within such a limited bandwidth bandwidth resources are fully utilized. Following this first design software used by a simple introduction. Main brief emulation mode and its then based on QAM modulation principle of simulation of a simple block diagram, and then according to the block diagram simulation using SIMULINK, and finally analysis of the simulation results and thus has a clear understanding of the performance of QAM. Key words: modulation spectrum simulation usage 引言 随着人们对通信需求量的增大和通信距离的要求 ， 人们开始研究怎样在有限的频带资源里实现尽可能大的信息量传输。 所以在这种情况下数字调制理论与技术也适应人们的需求迅速发展。 我们通过研究以往的数字调制与模拟调研究其有点特性将二者中可利用的部分组合起来形成一种满足人们需求的新的调制方式。 都有自己的优点与缺点，总的来说各有所长。 正交振幅调制一种通过这种方法的出的一种新的调制方式，它就是线性的幅度调制与非线性的相位调制结合到一起提高频谱效率，这样在就可在限定的频带宽度内频带资源就会被充分利用。 在现有通信系统中正交 振幅这种多进制调制方式的面世为我们在很多研究领域提供了更有效快捷的调制方式。 所以这种新的调制方式使我们的思维面更加广阔，也能使我们面对一个通信系统是能够多样性的去解决一个系统的传输问题。 虽然这类新型调制机制比较复杂，但随着通信技术领域的发展尤其是电子通信方面的集成电路和移动通信中的信号处理技术等的发展，是复杂的问题变得简单化我们可以利用少量的集成电路模块就能轻松地实现其功能。 它由于配置灵活和性能指标相对优越等特点，在数字有线电视传输领域和数字 MMDS 系统被人们所衷爱。 因为正交振幅调制作作为通信领域比较重要 的通信方式之一，所以许多通信领域的专家开始已对 16QAM 及其它变型的 QAM 在 PCN 中的应用进行研究。 基于 MATLAB 的 QAM 调制解调技术研究 2 1 绪 论 １ .1 SIMULINK 与仿真 Simulink 是一种简单易懂的仿真软件，通信仿真就是通过它来搭建仿真模块，使理论上的通信系统比较直观的表现出来，从而可以通过它来判断该通信系统的性能以及判断一些我们需要证实的理论，也是我们对新型通信系统的研究及对通信的改造的一种重要工具。 无论在学术研究中还是在工程实践中，我认为仿真都是不可或缺的一部分，尤其是在通信仿真中。 因 为实际的通信系统的结构组成以及它所能实现的功能都是很繁琐的，所以无论我们对这个系统的任一环节或者步骤做出变更都可能影响到整个系统的输出结果及性能的稳定。 ＱＡＭ简介 随着人们对通信需求量的增大和通信距离等方方面面的需求 ， 人们开始研究怎样在有限的频带资源里实现尽可能大的信息量传输。 QAM 新型的在频谱利用率方面有较大优势的调制方式， QAM 非常适用于频带资源有限的区域，在这类场合 QAM 调制可以最大限度的发挥自身优势，例如，因为电话的带宽通由于条件影响要 限制在话音频带（ 300HZ400HZ）范围内，所以如果在这类情况下要提高数字信号的速率， QAM 是一种比较理想的调制方式。 所谓正交振幅调制是一种面向数字信号的调制方式其原理是在调制中分别以载波信号的幅度和其相位来表示不同的数字比特编码，这种调制方式将正交载波技术与多进制完美的结合了起来同时也达到了提高频谱利用率的目的。 这种正交振幅调制方式通常有四进制 QAM（ l6QAM）、八进制 QAM（ 64QAM）、二进制 QAM（ 4QAM）等等。 多进制正交振幅调制，可记做 MQAM（ M2）。 如果想要提高频带利用率和充分利 用其带宽资源理论是只需增大其 M 的取值。 下面是 MQAM 的矢量图。 .１ MQAM 信号 MQAM 信号表示式可写成 )s inc os(2)( twBtwATtS ciciBM Q A M  (11) 基于 MATLAB 的 QAM 调制解调技术研究 3 其中，振幅用 Ai和 Bi 来表示   )12( )12( jBj iAi (12) 选择正交的基本信号为 twTttwTtcBcBs in2)(c o s2)(21 (13) 在信号空间中 MQAM 信号点  jiij BAS (i,j=1,2,… ,L) (14) 图 11 MQAM 信号矢量图（星座图） 现在我们想对 MQAM 信号与 MPSK 做一个简单的对比，从而分析一下两种信号的性能。 如此我们可以假设 M 为 16 的情况即取一个特列来研究我们可以在图 13 和 14中假设最大振幅相等的条件下，画出它们的矢量点位图，我们用 Am 来表示最大振幅，d1， d2 分别表示 16PSK 与 16QAM 的相邻矢量端点的欧氏距离，我们可以根据 d1与 d2基于 MATLAB 的 QAM 调制解调技术研究 4 的值直观的判断噪声容限的大小。 16PSK AAd in21   （ 15） 16QAM AMd 2122 (16) 由式 15 和 16可知在最大振幅（功率）相等的情况下 d1 比 d2 小了大约。 但这种情况没有考虑这两种信号的差别，对于 16QAM 来说在概率相同的条件下，其最大功率与平均功率之比为 ，也就是 ，而对于 16PSK 来 说其平均功率就可视为是最大功率，换言之二者是相等的。 因此我们就要想比较其抗噪性，使二者的平均功率相等即可，就知道了相对来说 16QAM 的抗噪性能还是比较好的。 图 12 16QAM 和 16PSK 的星座图 对于 MQAM信号来说 M的取值是不唯一的，所以 MQAM信号的矢量图也是不唯一的。 好比当 M 值为 4是其星座图其实是个正方形，为 32 时是个六边形，是 64 时又是个长方形。 由此可见 M 取值不同时得到的星座图的形式也不尽相同不同，那么同样个信号的相邻矢量端点的欧式距离和其 误码特性也就不一样了。 . 2 QAM 信号的调制与解调 QAM 的调制解调原理框图如图 13所示。 基于 MATLAB 的 QAM 调制解调技术研究 5 在解调器中：（ 1)输入端的信号通过 QAM 系统中的串并模块变成两路互不影响的信号 （ 2将（ 1）中的出的两路信号分别通过框图中的上下两个 2/L电平变换操作，得出两路新的信号 （ 3）图 23中的框图中上下两路的两个预调制的低通滤波器就是用来接收（ 2）中输出的两路信号 （ 4）给系统加入两路相互正交的载波分别于步骤（ 3）中得出的两路信号相乘 （ 5）经过这样一系列复杂的操作再将两路信号相加就可得幅相的输出与输入相比不同的信号 在接收器中：（ 1）将本地恢复的两个正交的载波与被分成了两路的输入信号相乘 （ 2）将（ 1）中所得信号分别经过两个低通滤波器 （ 3）将（ 2）中所得信号经过分别经过多电平判决 （ 4）将（ 3）中的输出信号分贝经过 L电平到 2 电平转换 （ 5）将所得的两路信号经过并串转换就得到了输出数据序列 MQAM 调制 基于 MATLAB 的 QAM 调制解调技术研究 6 MQAM 的解调 图 13 MQAM 调制解调框图 基于 MATLAB 的 QAM 调制解调技术研究 7 2 SIMULINK 概述 2. 1 SMULINK 简介 Simulink 是 MATLAB 的软件的重要组成部分，但是 simulink 与 MATLAB 还是有着一定的区别的，总体而言 simulink 作为一个仿真软件它具有相对独立的功能模块和使用方法。 它作为对动态系统进行建模、仿真与分析的一款软件，是支持线性和非线性系统 、连续和离散时间系统等，它可以与其他组件配合就能使用他的扩展功能。 若与相关的工具箱与模块结合，可以完成各种复杂的动态系统仿真。 Simulink 的特点 简单地说， Simulink 的特点如下所示： 1. 以直观的方式建模 、准确地进行设计模拟 4. 基于矩阵的数值计算 5. 高级编程语言 6. 图形与可视化 8. 丰富的数据 I/O 工具 9. 提供与其它高级语言的接口 2. 2 Simulink 模块库介绍 Simulink 的 基本模块库介绍 Simulink 模块库按其功能可分为以下 8类子库： （ Continuous） 该模块含有信号传输延时、微分环节、把前一步的输入延迟后输出、传递函数、零极点模型、状态方程、积分环节、按第二个输入指定时间将第一个输入延时等模块。 （ Discrete） 基于 MATLAB 的 QAM 调制解调技术研究 8 该模块主要有离散滤波器、离散零极点模型，延时一个周期、离散时间积分、离散状态方程、零阶保持器、离散传递函数、采样保持、一阶保持 器等模块。 （ Math ） 该模块包含关系运算、取整函数、点击、常量增益、矩阵增益、数字运算函数、三角函数、求最大值、根据模和辐角得到复数、符号函数、对输出求积或商、逻辑真值表、逻辑运算、对输入代数求和、求复数的模和辐角、求绝对值或复数的模、强制输入信号为零等模块。 （ Signalamp。 Systems ） 该模块同样含有很多子模块，有设置信号的初始值、把适量分成标量或小的矢量、检查输入信号的宽度、选择输出元素、把输入信号合并成 输出信号、从指定的数据存储器读取数据、函数调用发生器、从输入中选择信号、把矢量或标量组合成大的矢量、检测输入信号的零交叉点等模块。 （ Sinks ） 该模块有示波器、输出到当前工作空间变量、两个信号关系图、保存到文件、实时数值显示、输入不为 0时间停止仿真等。 （ Sources ） 该模块向用户提供了多种输入源，其中主要有高斯分布的正弦波、线性增加或减小的信号、带限白噪声、随机信号、信号发生器、阶跃信号等。 Simulink 简单模型的建立 （ 1）建立系统模型：我们要根据本次仿真的需求以及 SIMULINK的功能来选择如何搭建我们所需要的模块。