课程设计1正交幅度调制QAM及设计与仿真.docx

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设计说明书
正交幅度调制（QAM）的设计与仿真学生姓名学号班级成绩指导教师数学与计算机科学学院
2014年9月12日课程设计任务书
2014—2015学年第1学期
课程设计名称：课程设计I课程设计题目：正交幅度调制（QAM）的设计与仿真完成期限：自2014年9月1日至2014年9月12日共2周设计内容：
任务说明：
设计一种数字频带调制解调系统。
使用Matlab/Simulink仿真软件，设计一个选择的数字频带传输系统中的调制与解调系统。用示波器观察调制前后的信号波形；用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化；用误码测试模块测量误码率；最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
要求：
（1）设计出规定的数字通信系统的结构，包括信源，调制，发送滤波器模块，信道，接受滤波器模块以及信宿；
（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；
（3）熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，用Matlab/Simulink实现该数字通信系统；
（4）观察仿真并进行波形分析（波形图、眼图和频谱图等）；
（5）用示波器观察调制与解调各个阶段的波形图，并给出波形的解释说明；
（6）在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求书写课程设计说明书，能正确阐述和分析设计和设计结果。
参考资料：
[1]邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析.北京:清华大学出版社,2008
[2]张化光,刘鑫蕊,孙秋野.MATLAB/SIMULINK实用教程.北京:人民邮电出版社,2009
[3]樊昌信,曹丽娜.通信原理.北京:国防工业出版社,2008
[4]刘卫国.MATLAB程序设计教程.北京:中国水利水电出版社,2005
指导教师：教研室负责人：
课程设计评阅
评语：
指导教师签名：
年月日摘要
正交幅度调制技术(QAM)是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术,因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用.利用MATLAB/Simulink对QAM调制系统进行仿真,并给出了16QAM在加性高斯白噪声条件下的误码率。实验及仿真的结果证明，多进制正交幅度调制解调易于实现，且性能良好，是未来通信技术的主要研究方向之一，并有广阔的应用前景。
关键词：正交幅度调制系统；MATLAB；仿真目录
TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc281471693"1课题描述PAGEREF_Toc281471693\h1
HYPERLINK\l"_Toc281471694"2多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调原理框图7
HYPERLINK\l"_Toc281471695"3基于MATLAB的多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调设计与仿真8
HYPERLINK\l"_Toc281471696"4仿真结果及分析15
HYPERLINK\l"_Toc281471697"5总结与体会19
HYPERLINK\l"_Toc281471701"参考文献201课题描述
1.1正交幅度调制技术
正交振幅调制（QuadratureAmplitudeModulation,QAM）是一种振幅和相位联合键控。虽然MPSK和MDPSK等相移键控的带宽和功率方面都具有优势，即带宽占用小和比特噪声比要求低。但是由图1.1可见，在MPSK体制中，随着

图1.18PSK信号相位
M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元可以表示为
（1—1）
式中：k=整数；和分别可以取多个离散值。
式（1—1）可以展开为
（1—2）
令Xk=Akcosqk，Yk=-Aksinqk
则式（1—1）变为
（1—3）
和也是可以取多个离散的变量。从式（1—3）看出，可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。
在式（1—1）中，若qk值仅可以取p/4和-p/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如图1.2所示：

图1.24QAM信号矢量图
所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：
Ak

图1.316QAM信号矢量图
图中用黑点表示每个码元的位置，并且示出它是由两个正交矢量合成的。类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号，如图1.4、图1.5所示。它们总称为MQAM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。

图1.464QAM信号矢量图
图1.5256