基于matlab的m-qam通信系统的仿真

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1、湖南丈理孝飱係轄後斜狼酱课程名称：专业综合课程设计系部：电h与信息工程学院专业班级：通信工程T09103班学号：200916020315学生姓名：刘程程指导教师：吐坐完成时间：2012-6-13士艮告成绩：评阅意见:评阅教师日期目录设计，1二、设计要求1三、设计原理13.1、16QAM调制原理13.2、16QAM解调原理23.3、设计思路2U!五、设计结果及分析7六、心得体会12七＞参考文献12设计目的(1)掌握16QAM编译码器的基本原理和设计方法，并设计实现Turbo编译码器。(2)学会用matlab编程对通信系统进行仿真。(3)学会用理论知识去分析结果。二、设计要求(1)

2、阐述QAM编译码器的基木原理。(2)画出16QAM编译码器的结构图。(3)设计实现16QAM编译码器。三、设计原理3.1、16QAM调制原理16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键按载波而得到的信号。它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种调制人的有点在于信息传输速率高。止交幅度调制足利用多进制振幅键控(MASK)和止交载波调制相结合产生的。16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。16QAM第i个信号的表达式为：Si(t)=Aicos(wOt+Oi)i=l,2,……，1616QAM的产生有两种方法：(1)止交调幅法：它是用两路止

3、交的4电平ASK信号迭加而成。(2)复合相移法：它是用两路独立的4电平PSK信号迭加而成。调制框图如下(I):In电甲映射成形滤波coswt载波发生器Qn—电平映射—►成形滤波—►-siriwt止交调制原理框图(I)3.2、16QAM解调原理16QAM信号釆取正交相干解凋的方法解凋，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交和丁解调，一路与coswct和乘，一路与sinwct相乘。然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，获得冇用倍号。相干解调原理框图如K(II)：相干解调原理框阁(II)▼./1'lriH换3.3、设计思路利用Matlab仿真软件，完成如图(

4、III)所示的一个基木的数字通信系统。信号源产生0、1等概分布的随机信号，映射到16QAM的星座图上，同时一路信号已经被分成了1路和Q路，后边的处理建立在这两路信号的基础上。1路和Q路信号分别经过平方根升余弦滤波器，再加入高斯0噪声，然AS•通过匹配滤波器（平方根升余弦滤波器）。最后经过釆样，判决，得到0、1信号，同原信号进行比较，给出16QAM数字系统的误码。设计框图如下图（III）。图(III)!1!设计步骤1、随机信号的生成利用Matlab中自带的函数randsrc来产生0、1等概分布的随机信号。源代码如下所示：globalNN=300;globalpp=0.5;sour

5、ce=randsrc（1,N，［1，0;p,1-p］）;2、星座映射将等概分布的0、1信号映射到16QAM星座阁上。每四个bit构成一个码了，具体实现的方法是，将输入的信号进行串并转换分成两路，分别叫做I路和Q路。再把每一路的信号分别按照两位格雷码的规则进行映射，这样实际上最终得到Y四位格雷码。为了能够模拟高斯白噪声的宽频谱特性，以及为了能够显示波形生成器（平方根升余弦滤波器）的效果，所以在原始信号中间添加一些0点。其体实现是分别在信号的I路和Q路中，任意相邻的两个码字之间添加7个0。4、波形成形(平方根升余弦滤波器)为了避免相邻传输信号之间的串扰，多元符号需要有合适的信号波形

6、。图1屮的方波是在本地数字信号处理吋常见的波形，但在实际传输吋这种方波并不合适。根据奈奎斯特第一准则，在实际通信系统中一般均使接收波形为升余弦滚降信号。这一过程巾发送端的基带成形滤波器和接收端的匹配滤波器两个环节共同实现，因此每个环节均为平方根升余弦滚降滤波，两个环节合成就实现了一个升余弦滚降滤波。实现平方根升余弦滚降信号的过程称为“波形成形”，通过采用合适的滤波器对多元码流进行滤波实现，由于生成的是基带信号，因此这一过程又称“基带成形滤波”。"(/)二15、平方根升余弦滤波器的冲激响应基带平方根力•余弦滤波器貝•有以下定义的理论函数当

7、/

8、

9、/

10、

11、

12、/

13、>/(l+a)其屮：八=;^-=4是奈奎斯特平率，Q是滚降系数。2TS26、经过平方根升余弦滤波器7、10倍载波调制将通过成形滤波器后的信号调制到10倍于原频率的载波上。巾于在仿真的过程中，只能用离散的点来模拟连续信号，因而为了能够显示出一个正弦曲线,至少需要在一个正弦周期内采样到4个以上的点，这里，我们在一个周期内采10个点。假设最初的0、1信号的频率是1Hz,那么I路和Q路符号传输的频率是而10倍频是建立在I路或Q路符号频率的基础上，也就是说，载频的频率是2.5H