qam已调信号matlab相干解调,基于matlab的m-qam通信系统的仿真.doc

小咪咪 2023-01-17 03:18 178阅读 0赞

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湖南文理学院课程设计报告课程名称：专业综合课程设计系部：电气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：叶华完成时间：2012-6-13报告成绩：评阅意见：评阅教师日期2目录一、设计目的.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.2四、设计步骤.3五、设计结果及分析.6六、心得体会.11七、参考文献.111一、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)阐述QAM编译码器的基本原理。(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控载波而得到的信号。它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种调制大的有点在于信息传输速率高。正交幅度调制是利用多进制振幅键控(MASK)和正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(w0t+Φi)i=1,2,……,1616QAM的产生有两种方法：(1)正交调幅法：它是用两路正交的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)：2串并转换基带信号x电平映射电平映射成形滤波成形滤波XX载波发生器90度相移coswt-sinwt+已调信号yQnIn正交调制原理框图(Ⅰ)3.2、16QAM解调原理16QAM信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交相干解调，一路与coswct相乘，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，获得有用信号。相干解调原理框图如下(Ⅱ)：EPF恢复信号x时钟恢复LPF并串转换抽样判决XX载波恢复90度相移coswt-sinwt已调信号yQnInLPF抽样判决相干解调原理框图(Ⅱ)3.3、设计思路利用Matlab仿真软件，完成如图(Ⅲ)所示的一个基本的数字通信系统。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I路和Q路，后边的处理建立在这两路信号的基础上。I路和Q路信号分别经过平方根升余弦滤波器，再加入高斯白噪声，然后通过匹配滤3波器(平方根升余弦滤波器)。最后经过采样，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)。产生0、1信号序列调制载频解调低通恢复0、1信号低通(匹配滤波)插值采样加噪声图(Ⅲ)四、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;source=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星座图上。每四个bit构成一个码子，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了四位格雷码。3、插值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。具体实4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。图1中的方波是在本地数字信号处理时常见的波形，但在实际传输时这种方波并不合适。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。这一过程由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”。5、平方根升余弦滤波器的冲激响应基带平方根升余弦滤波器具有以下定义的理论函数0)()|2sin1)()(21fHfffN)1(|)(|fff当当当其中：是奈奎斯特平率，是滚降系数。21sNRTf6、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。由于在仿真的过程中，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1/4Hz，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2.5Hz。按照前面的假设，那么相邻两个采样点之间的时间间隔是0.04s。而一个完整周期内的正弦波形的幅值是相同的，都是对应的这个周期内的I路和Q路线性叠加，调制

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