基于matlab 的m-qam調(diào)制及相干解調(diào)的設(shè)計(jì)與仿真通信原理課程設(shè)計(jì)

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1、通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于MATLAB的M-QAM調(diào)制及相干解調(diào)的設(shè)計(jì)與仿真班級(jí)：通信工程1411姓名：楊仕浩(）解博文(）介子豪(）指導(dǎo)老師：羅倩倩成績：日期：2016年12月21日基于MATLAB的M-QAM調(diào)制及相干解調(diào)的設(shè)計(jì)與仿真摘要：正交幅度調(diào)制技術(shù)（QAM）是一種功率和帶寬相對(duì)高效的信道調(diào)制技術(shù)，因此在自適應(yīng)信道調(diào)制技術(shù)中得到了較多應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)M=16進(jìn)制正交幅度調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，從理論上驗(yàn)證16進(jìn)制正交幅度調(diào)制系統(tǒng)工作原理，為實(shí)際應(yīng)用和科學(xué)合理地設(shè)計(jì)

2、正交幅度調(diào)制系統(tǒng),提供了便捷、高效、直觀的重要方法。實(shí)驗(yàn)及仿真的結(jié)果證明，多進(jìn)制正交幅度調(diào)制解調(diào)易于實(shí)現(xiàn)，且性能良好，是未來通信技術(shù)的主要研究方向之一，并有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：正交幅度調(diào)制系統(tǒng)；MATLAB；仿真目錄1引言21.1課程設(shè)計(jì)的目的21.2課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和要求21.3仿真平臺(tái)Matlab22QAM系統(tǒng)的介紹22.1正交幅度調(diào)制技術(shù)22.2QAM調(diào)制解調(diào)原理22.3QAM的誤碼率性能23多進(jìn)制正交幅度（M-QAM）調(diào)制及相干解調(diào)原理框圖24基于MATLAB的多進(jìn)制正交幅度（M-QAM

3、）調(diào)制及相干解調(diào)設(shè)計(jì)與仿真24.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)24.2隨機(jī)信號(hào)的生成24.3星座圖映射24.4波形成形（平方根升余弦濾波器）24.5調(diào)制24.6加入高斯白噪聲之后解調(diào)25仿真結(jié)果及分析26總結(jié)與體會(huì)26.1總結(jié)26.2心得體會(huì)2【參考文獻(xiàn)】2附錄21引言本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行程序編寫。實(shí)現(xiàn)模擬基帶信號(hào)經(jīng)QAM調(diào)制與相干解調(diào)的傳輸過程，通過分析比較調(diào)制解調(diào)輸出波形以及功率譜特征，理解QAM調(diào)制解調(diào)原理。1.1課程設(shè)計(jì)的目的通信原理課程設(shè)計(jì)的目的是使我們加深對(duì)所學(xué)的通信原理知識(shí)的理解，扎實(shí)掌

4、握通信原理的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，增強(qiáng)分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)，提高其利用通信原理知識(shí)處理通信系統(tǒng)問題的能力，為今后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和要求（1）設(shè)計(jì)出規(guī)定的數(shù)字通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括信源，調(diào)制，發(fā)送濾波器模塊，信道，接受濾波器模塊以及信宿；（2）根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)出各個(gè)模塊的參數(shù)（例如碼速率，濾波器的截止頻率等）；（3）熟悉MATLAB環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái)，用Matlab/Simulink實(shí)現(xiàn)該數(shù)字通信系統(tǒng)；（4）觀察仿真

5、并進(jìn)行波形分析（波形圖和頻譜圖等）；1.3仿真平臺(tái)MatlabMATLAB目前已發(fā)展成為由MATLAB語言、MATLAB工作環(huán)境、MATLAB圖形處理系統(tǒng)、MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫和MATLAB應(yīng)用程序接口五大部分組成的集數(shù)值計(jì)算、圖形處理、程序開發(fā)為一體的功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。本次課程設(shè)計(jì)則在深入研究連續(xù)時(shí)間信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)分析理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用MATLAB強(qiáng)大的圖形處理功能、符號(hào)運(yùn)算功能以及數(shù)值計(jì)算功能，通過MATLAB編程進(jìn)行圖形功能仿真，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)頻域分析的仿真波形，包括以下內(nèi)容：用M

6、ATLAB實(shí)現(xiàn)周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)分解與綜合的波形；用MATLAB實(shí)現(xiàn)周期信號(hào)的單邊頻譜及雙邊頻譜的波形與分析；用MATLAB實(shí)現(xiàn)典型周期信號(hào)的頻譜的波形。312QAM系統(tǒng)的介紹2.1正交幅度調(diào)制技術(shù)正交振幅調(diào)制（QuadratureAmplitudeModulation,QAM）是一種振幅和相位聯(lián)合鍵控。雖然MPSK和MDPSK等相移鍵控的帶寬和功率方面都具有優(yōu)勢，即帶寬占用小和比特噪聲比要求低。圖18PSK信號(hào)相位但是由圖1可見，在MPSK體制中，隨著M的增大，相鄰相位的距離逐漸減小，使噪聲容限隨

7、之減小，誤碼率難于保證。為了改善在M大時(shí)的噪聲容限，發(fā)展出了QAM體制。在QAM體制中，信號(hào)的振幅和相位作為兩個(gè)獨(dú)立的參量同時(shí)受到調(diào)制。這種信號(hào)的一個(gè)碼元可以表示為：（1—1）式中：k=整數(shù)；和分別可以取多個(gè)離散值。式（1—1）可以展開為：（1—2）令Xk=Akcosqk，Yk=-Aksinqk則式（1—1）變?yōu)椋海?—3）和也是可以取多個(gè)離散的變量。從式（1—3）看出，可以看作是兩個(gè)正交的振幅鍵控信號(hào)之和。31在式（1—1）中，若qk值僅可以取p/4和-p/4，Ak值僅可以取+A和-A，則此QAM信

8、號(hào)就成為QPSK信號(hào)，如圖2所示：圖24QAM信號(hào)矢量圖所以，QPSK信號(hào)就是一種最簡單的QAM信號(hào)。有代表性的QAM信號(hào)是16進(jìn)制的，記為16QAM，它的矢量圖示于下圖中：Ak圖316QAM信號(hào)矢量圖圖中用黑點(diǎn)表示每個(gè)碼元的位置，并且示出它是由兩個(gè)正交矢量合成的。類似地，有64QAM和256QAM等QAM信號(hào)，如圖4、圖5所示。它們總稱為MQAM調(diào)制。由于從其矢量圖看像是星座，故又稱星座調(diào)制。31圖464QAM信號(hào)矢量圖圖5256QAM信號(hào)矢量圖AM1