北邮 通原软件实验报告 16QAM

./实验一：16QAM调制与解调实验目的熟悉16QAM信号的调制与解调,掌握SYSTEMVIEW软件中,观察眼图与星座图的方法。强化SYSTEMVIEW软件的使用,增强对通信系统的理解。实验原理1、16QAM16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。16QAM调制原理方框图：图一16QAM调制框图16QAM解调原理方框图：图二16QAM解调框图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,这种体制的优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的产生有2种方法：〔1正交调幅法,它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；〔2复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。在这里我们使用第一种方法。16QAM信号的星座图：图三16QAM星座图上图是16QAM的星座图,图中f1<t>和f2<t>是归一化的正交基函数。各星座点等概出现。星座图中最近的距离与解调误码率有很密切的关系。上图中的最小距离是dmin=2。16QAM的每个星座点对应4个比特。哪个星座点代表哪4比特,叫做星座的比特映射。通常采用格雷映射,其规则是：相邻的星座点只差一个比特。实验所需模块连接图如下所示：图四模块连接图各个模块参数设置：元件编号属性类型参数设置0,2SourcePNseqAmp=1V；Rate=10Hz；Levels=44,13SourceSinusiodAmp=1V；Rate=100Hz12SourceGaussNoiseStdDev=0V;Mean=0V5,7,9,10Multipler——————3Adder——————17,18OperatorLinearSysButterworth,3Poles,fc=10Hz19,14,15Sink——————设置系统时间为20Sec〔观察眼图,仿真频率1000Hz实验步骤按照实验所需模块连接图,连接各个模块设置各个模块的参数：信号源部分：PN序列发生器产生双极性NRZ序列,频率10HZ图五信号源设置示意图载频：频率设置为100Hz。图六载频发生器设置示意图高斯噪声：均值为0,方差为0。图七高斯噪声设置示意图低通滤波器：3Poles,Fc=10Hz；图八低通滤波器设置示意图观察调制波形和眼图。逐渐加入噪声,观察其对眼图和星座图的影响改变带宽时,通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响实验结果噪声为0时,16QAM信号波形图与星座图图十16QAM信号波形图图十一16QAM信号星座图图十二16QAM信号眼图通过对无噪声条件下,对16QAM眼图、星座图、波形图的观察,我们发现16QAM信号有16个离散的状态,属于幅度与相位联合调制。当仅观察I路或Q路时,我们可以发现这是一个4ASK信号,有四个离散的电平。当观察眼图时,我们发现眼睛睁开很大,眼图十分清晰,误码率低。逐渐改变噪声方差噪声方差为1,均值为0时图十三16QAM信号眼图与星座图噪声方差为3,均值为0时图十四16QAM信号眼图图十五16QAM信号星座图由上面两个不同的噪声方差的眼图、星座图的观察可知,当噪声功率越大时,眼睛开的角度越小,星座图的转移路线也变得更加不清晰。这意味着信号收到噪声污染越来越严重,解调输出误码率变高。改变噪声均值,观察均值变化时对信号的影响当噪声方差为0,均值为3时图十六16QAM眼图与星座图当噪声方差为0,均值为10时图十七16QAM眼图图十八16QAM星座图由以上所有图比较,我们可以看出,当系统噪声增加时,方差的加大比均值的加大对系统的影响更大,噪声加大会导致解调信号出现误码。反映在眼图上就是眼睛闭合,反映在星座图上就是星座图转移混乱。实验讨论从实验结果可以看出,通过对无噪声条件下,对16QAM眼图、星座图、波形图的观察,我们发现16QAM信号有16个离散的状态,属于幅度与相位联合调制。当仅观察I路或Q路时,我们可以发现这是一个4ASK信号,有四个离散的电平。当观察眼图时,我们发现眼睛睁开很大,眼图十分清晰,误码率低。通过对加入噪声的眼图和星座图的观察,可知,当噪声功率越大时,眼睛开的角度越小,星座图的转移路线也变得更加不清晰。这意味着信号收到噪声污染越来越严重,解调输出误码率变高。另外,当系统噪声增加时,方差的加大比均值的加大对系统的影响更大,噪声加大会导致解调信号出现误码。反映在眼图上就是眼睛闭合,反映在星座图上就是星座图转移混乱。实验意见与建议希望老师可以考虑加入matlab的相关实验,据我了解,虽然SYSTEMVIEW直观形象,易于学生理解原理的本质,但是在研究生阶段,更多是使用matlab做仿真,希望可以早加入matlab实验！希望可以加入