目录
引言………………………………………………………… 2 一、相关知识介绍………………………………………… 2
(1)QAM调制解调原理…………………………………………… 3 (2)QAM的解调和判决…………………………………………… 4
二、设计内容及要求……………………………………… 5
(1)设计内容……………………………………………........... 5 (2)技术要求………………………………………………....... 5 (3)设计步骤及要求…………………………………………...... 5
三、程序流程图及设计方案……………………….…..…. 5
(1)程序流程图……………………………………………....…. 5 (2)设计方案…………………………………………………… 5
四、仿真结果及分析…………………………………...…. 7
(1)信号接收图……………………………………...……….…. 8 (2)误码率曲线图……………………………………………….. 8
五、课程设计总结…………………………………………. 8 六、参考文献………………………………………………. 9 附录………………………………………………………… 10
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引言
本次课程设的代码编写和仿真均基于Matlab仿真软件。Matlab是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称,可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。
介绍了高斯信道下的16QAM误码率分析的设计方案，并着重介绍了各部分的设计思路及仿真。整个设计配以误码率和信噪比的性能曲线图和信号接受图加以辅助说明。设计共有三大组成部分：一是代码的编写及设计思路，本部分详细讲解了本次设计的理论实现，是关键部分；二是仿真结果及分析，这部分是为了分析设计是否合理，便于理；最后是对本次课程设计的总结。
一、相关知识介绍
QAM是一种矢量调制，将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（cos wt和sin wt）上。这样与幅度调制（AM）相比，其频谱利用率将提高1倍。QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率，目前QAM最高已达到1 024-QAM（1 024个样点）。样点数目越多，其传输效率越高，例如具有16个样点的16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM的每个符号和周期传送4比特。
QAM调制器的原理是发送数据在比特/符号编码器（也就是串–并转换器）内被分成两路，各为原来两路信号的1/2，然后分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。接收端完成相反过程，正交解调出两个相反码流，均衡器补偿由信道引起的失真，判决器识别复数信号并映射回原来的二进制信号。如图4-2所示的是16-QAM的调制原理图。作为调制信号的输入二进制数据流经过串–并变换后变成四路并行数据流。这四路数据两两结合，分别进入两个电平转换器，转换成两路4电平数据。例如，00转换成-3，01转换成-1，10转换成1，11转换成3。这两路4电平数据g1（t）和g2（t）分别对载波cos2πfct和sin2πfct进行调制，然后相加，即可得到16-QAM信号。
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(1)QAM调制解调原理
QAM（Quadrature Amplitude Modulation）就是用两个调制信号对频率相同、相位正交的两个载波进行调幅，然后将已调信号加在一起进行传输或发射。在NTSC制和PAL制中形成色度信号时，用的就是正交调幅方式将两个色差信号调制到色度副载波上。
QAM也可用于数字调制。数字QAM有4QAM、8QAM、16QAM、32QAM等调制方式。其中，16QAM和32QAM广泛用于数字有线电视系统。下面以16QAM为例介绍其原理。
正交幅度调制（QAM）信号采用了两个正交载波
cos2?fct和sin2?fct，每一个
载波都被一个独立的信息比特序列所调制。发送信号波形如下图所示
um(t)?AmcgT(t)cos2?fct?AmsgT(t)sin2?fct, m?1,2,...,M
式中{
Amc}和{
Ams}是电平集合，这些电平是通过将k比特序列映射为信号
振幅而获得的。例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示，该星座是通过用M＝4PAM信号对每个正交载波进行振
幅调制得到的。利用PAM分别调制两个正交载波可得到矩形信号星座。 QAM 可以看成是振幅调制和相位调制的结合。因此发送的QAM信号波形可表示为
umn(t)?AmgT(t)cos(2?fct??n), m?1,2,....,M1, n?1,2,....,M2,
k1k2M?2,M?2,那么QAM方法就可以达到以符号速率RB(k1?k2)2如果1同时发送k1?k2?log2M2M1个二进制数据。下图给出了QAM调制器的框图。
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