基于MATLAB下的16QAM仿真Word格式.docx
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由于QAME经成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。
关于调制解调技术的仿真研究对于QAM理论研究和相关产品开发具有重要意义。
在简单分析QAM原理的基础上，以16QAM为例，提出了基MATLAB勺16QAM编解码系统仿真方案，设计了实际仿真模型。
仿真结果和分析表明，提出的方案可行，为QAM1信系统性能的研究提供了一种行之有效的分析方法。
本文旨在在熟悉QAM调制解调原理的基础上，完成通信系统的设计并实现16QAMM试过程的MATLAB仿真。
设计其中的各种实现模块的参数，对整个系统进行仿真，并绘出各个模块的输出信号的波形，设计出16QA碉试过程中的串并转换子系统，2-4电平转换子系统，抽样判决子系统，4-2电平转换子系统及并串转换子系统。
在此基础上，对QAMM制的性能进行分析。
4.课程设计分析
4.1调制简介
调制在通信系统中的作用至关重要。
所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。
载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，即使载波的某一个或某几个参数暗中啊调制信号的规律而变化。
调制信号是指来自信源的消息信号
（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。
未受调制的周期性震荡信号称为载波，它可以是正弦波，也可以使非正弦波（如周期性脉冲序列）。
载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特征。
基带信号对载波的调制是为了实现下列一个或多个目标：
第一，在无线传输中，信号是以电磁波的形式通过天线辐射到空间的。
为了获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射信号波长相比拟，而基带信号包含的较低频率分量的波长较长，只是天线过长而难以实现。
但若通过调制，把基带信号的频谱搬至较高的载波频率上，是已调信号的频谱与信道的带通特性相匹配，这样就可以提高传输性能，以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。
第二，把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。
第三，扩展信号带宽，提高系统抗干扰、
抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
因此，调制对通信系统的有效性和可靠性有着很大的影响和作用。
解调（也称检波）则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢
复出来。
解调的方法可分为两类：
相干解调和非相干解调（包络检波）。
相干解
调时，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波。
本课题采用的是相干解调
4.2正交振幅调制系统
它是把2ASK和2PSK两种调制结合起来的调制技术，使得带宽得到双倍扩展。
QAMM制技术用两路独立的基带信号对频率相同、相位正交的两个载波进行抑制载波双边带调幅，并将已调信号加在一起进行传输。
nQAM弋表n个状态的正交调幅，一般有二进制（4QAM、四进制（16QAM、八进制（64QAM。
我们需要得到多进制的QAM信号，需将二进制信号转换为m电平的多进制信号，然后进行正交调制，最后相加输出。
图4-1QAM信号产生原理图
QAM9号用正交相干解调方法进行解调，通过解调器将QAM言号进行正交相干解调后，用低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，输出抽样判决后可恢复出的两路独立电平信号，最后将多电平码兀与二进制码兀间的关系进行m/2转换，将电平信号转换为二进制信号，经并/串变换后恢复出原二进制基带信号。
16QAM调制框图:
二进制{ak}
图4-26QAM信号调制框图
16QAM最佳接收框图：
图4-316QAM最佳接收框图
（1）首先生成一个随机且长度为10000的二进制比特流，并画出了前50个比特的信号图（如图17所示）。
（2）在MATLAB^16QAMM制器要求输入的信号为0-15这16个值，所以需要用函数reshape和bi2de将二进制的比特流转换为对应的十六进制信号。
（3）利用MATLAB^的modem.qammo函数生成16QAMM制器，再通过其对信号进行调制并画出信号的星座图。
（4）通过awgn信道在16QAM&
号中加入高斯白噪声（假设Eb/No=15dt）。
（5）利用MATLAB^的scatterplot函数画出通过信道后接受到的信号的星座图。
（6）利用MATLAB^的eyediagram函数生成经过信道后的眼图。
（7）利用MATLAB^的demodulate和modem.qamdemc函数生成解调器对
16QAM信号的解调，并将十六进制信号转化成二进制比特流信息。
（8）用得到比特流信息除以原始发送的比特流信息来计算误码率。
5.仿真
程序如下:
M=16;
k=log2（M）;
title（'
二进制随机比特流'
）;
xlabel（'
比特序列'
ylabel（'
信号幅度'
分组，并排列成k行length（x）/k列的矩阵
figure;
16进制随机信号'
信号序列'
y=modulate（modem.qammod（M）,xsym）;
%用16QAM调制器对信号进行调制scatterplot（y）;
%画出16QAM信号的星座图
text（real（y）+0.1,imag（y）,dec2bin（xsym））;
axis（[-55-55]）;
EbNo=15;
snr=EbNo+10*log10（k）-10*log10（samp）;
%信噪比
yn=awgn（y,snr,'
measured'
%加入咼斯白噪声
h=scatterplot（yn,samp,0,'
b.'
%经过信道后接收到的含白噪声的信号
星座图
holdon;
scatterplot（y,1,0,'
k+'
h）;
%加入不含白噪声的信号星座图
接收信号星座图'
legend（'
含噪声接收信号'
'
不含噪声信号'
eyediagram（yn,2）;
%眼图
yd=demodulate（modem.qamdemod（M）,yn）;
%此时解调出来的是16进制信号z=de2bi（yd,'
left-msb'
%转化为对应的二进制比特流
z=reshape（z.'
numel（z）,1'
[number_of_errors,bit_error_rate]=biterr（x,z）
运行结果：
number_of_errors=0
bit_error_rate=0
6.仿真结果:
图6-1二进制随机比特流
FileEditViewInsertToolsDesktopWindov/Help
乂、紳題匸I謠・用□餌I■也
iflQ
图6-216QAM信号序列
日leEdityiewinsertJoolsQesktopwindowyelpuan◎丨氐丨企企o⑥題區+|（3|口园
Scatterplot
-2
-3
图6-316QAM信号的星座图
FJFigure1:
Scatter
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图6-4含白噪声的信号星座图
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■■巴翟」P5口
In-Phase
图6-5不含白噪声的信号星座图
O0.5
Time
EyeDiagramforQuadratureSignal
图6-6眼图
6.主要仪器与设备
装有MATLA的PC机一台。
7.设计体会
课程设计做完了，总结一下，我想我还是收获了不少。
从一开始选题时的不
自信（怕自己做不出）到最后我比较圆满的完成这次课程设计，正好应征了一句
老话：
“功夫不负有心人”。
选完题后，我并不知道该如何动手，所以我只有看书。
通过看书，我掌握了16QAMM制与解调的原理并决定从星座图开始入手。
从而最
终将系统程序编写出来。
除了掌握了课本上的知识外，通过这次课程设计我更加熟练了MATLAB勺使用方法。
从以前一看到MATLA蹴郁闷到现在渐渐地喜欢上MATLAB编写程序，我知道了学习的乐趣。
“功夫不负有心人”，即使你遇到了世上再难的事情，只要你有心，你就都会迎刃而解。
8.参考文献
1、樊昌信，曹丽娜。
通信原理（第六版）。
国防工业出版社。
2、孙祥，徐流美，吴清。
MATLAB7.0基础教程。
北京：
清华大学出版社。
3、唐向宏，岳恒立，邓雪峰。
MATLAB^在电子信息类课程中的应用。
电子工业出版社。
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