16QAM调制与解调的MATLAB实现及调制性能分析

2009级通信工程专业通信原理课程设计传播原理课程设计报告主题名称16QAM调制和解调基于Matlab的MATLAB实现及调制性能分析西方人名的第一个字学校编号学校通信与电子工程学院专业贸易通信工程教师孟莉醒了2012年1月1日一、设计任务和要求：设计任务：利用MATLAB设计了16QAM调制解调系统，并对其性能进行了分析。问：1.设计了一个16QAM调制解调系统。2.程序必须设计得尽可能简单。3.利用MATLAB对系统进行编程和仿真。讲师签名：在一年的20号二。讲师的意见：讲师签名：2010年1月三。成就验收印章2010年1月16QAM调制解调的MATLAB实现及调制性能分析1设计目的(1)掌握16QAM调制解调原理。(2)掌握星座图的原理，熟悉星座图的应用。(3)熟悉并掌握MATLAB的使用。(4)通过对16QAM调制性能的分析，了解了16QAM调制与其他调制方式相比的优缺点。2设计原则正交调幅是一种幅度和相位联合键控。尽管MPSK和MDPSK在带宽和功率方面具有优势，即占用带宽小和要求低的比特噪声比。然而，从图1可以看出，在MPSK系统中图1 8PSK信号相位随着m的增加，相邻相位之间的距离逐渐减小，这降低了噪声容限，并使得误码率难以保证。为了提高m值较大时的噪声容限，开发了QAM系统。在QAM系统中，信号的幅度和相位作为两个独立的参数同时调制。这种信号的一个符号可以表示为(2-1)其中：k=整数；并且可以分别取多个离散值。等式(2-1)可以扩展为(2-2)设Xk=Akcosqk，Yk=-Aksinqk然后公式(2-1)变成(2-3)总和也是许多离散变量。从等式(2-3)可以看出，它是两个正交幅度键控信号的和。在等式(2-1)中，如果qk只能取p/4和-p/4，而Ak只能取A和-A，则该QAM信号变成QPSK信号，如图2所示。图2 4QAM信号矢量图因此，QPSK信号是最简单的正交调幅信号。代表性的正交调幅信号是十六进制的，被指定为16QAM。其矢量图如下图所示：Ak图3 16QAM信号矢量图在图中，每个符号的位置由黑点表示，并显示它由两个正交矢量组成。类似地，存在诸如64QAM和256QAM的QAM信号，如图4和5所示。它们统称为MQAM图4 64 QAM信号的矢量图图5 256 QAM信号的矢量图调制。因为从矢量图看，它像一个星座，所以也被称为星座调制。产生16QAM信号有两种主要方法。第一种是正交调幅方法，即两个独立的正交4ASK信号叠加形成一个16QAM信号，如图6所示。第二种方法是复合相是图6正交调幅方法移位法，它利用两个独立的QPSK信号叠加形成16QAM信号，如图7所示。在图片中是是图7复合相移法虚线大圆上的四个大黑点表示QPSK信号矢量的位置。第二个QPSK矢量可以叠加在这四个位置上，后者的位置由虚线圆上的四个小黑点表示。3设计过程3.1设计理念根据设计原理，MQAM调制又称为星座调制，因此在设计16QAM调制系统时可以用星座图编程。接下来，我们将使用图8所示的星座图来设计16QAM调制系统。图8 16QAM星座图中有16个点，每个点由4位表示，代表调制后的矢量位置(该点具有唯一的振幅和相位)。因此，我们可以把横轴看作实轴，把纵轴看作虚轴。由于每个点与四个相邻点的距离相等，并且设置为2，因此每个点都可以用一个虚数来表示。例如，点0000可以用-1-j表示，虚模等于16QAM信号的幅度，相角等于16QAM信号的相位。因此，16QAM的调制过程可以用以下语句来描述：如果A(1，b 3336 c)=0 0 0 0B(k)=-1-1i。elseif A(1，b 3336 c)=0 0 0 1B(k)=-3-1i。elseif A(1，b 3336 c)=0 0 1 0B(k)=-1-3i。elseif A(1，b 3336 c)=0 0 1 1b(k)=-3-3i；elseif A(1，b 3336 c)=0 1 0 0B(k)=1-1i。elseif A(1，b 3336 c)=0 1 0 1b(k)=1-3i；elseif A(1，b 3336 c)=0 1 1 0B(k)=3-1i。elseif A(1，b 3336 c)=0 1 1 1b(k)=3-3i；elseif A(1，b 3336 c)=1 0 0 0B(k)=-1 1i。elseif A(1，b 3336 c)=1 0 0 1B(k)=-1 3i。elseif A(1，b 3336 c)=1 0 1 0B(k)=-3 1i。elseif A(1，b 3336 c)=1 0 1 1B(k)=-3 3i。elseif A(1，b 3336 c)=1 1 0 0B(k)=1 1i。elseif A(1，b 3336 c)=1 1 0 1b(k)=3 1i；elseif A(1，b 3336 c)=1 1 1 0B(k)=1 3i。elseif A(1，b 3336 c)=1 1 1 1b(k)=3 3i；目标当调制信号受到信道噪声时，我们必须解调它。由于增加了噪声，调制信号不再是原始信号，而是应该不同。因此，上述过程在解调过程中不能简单地颠倒，也就是说，0000不能从-1-j中确定。但是在作出判断之前，我们应该为虚数的实部和虚部设置一个范围。该范围边界的选择原则可以使用量化的概念来取相邻虚数的实部的平均值和虚部的平均值。以下是16QAM解调过程的程序语句：if(实数(D(n)-2(imag(D(n)-2)C(1，d : e)=0 0 1 1；elseif(实数(D(n)-2(imag(D(n)0)C(1，d : e)=0 0 1；elseif(实数(D(n)-2(imag(D(n)2)C(1，d : e)=1 0 1 0；elseif(实数(D(n)-2)(imag(D(n)=2)C(1，d : e)=1 0 1 1；elseif(实数(D(n)0)(imag(D(n)-2)C(1，d : e)=0 0 1 0；elseif(实数(D(n)0(imag(D(n)0)C(1，d : e)=0 0 0；elseif(实数(D(n)0(imag(D(n)2)C(1，d : e)=1 0 0 0；elseif(实数(D(n)0(imag(D(n)=2)C(1，d : e)=1 0 0 1；elseif(实数(D(n)2)(imag(D(n)-2)C(1，d : e)=0 1 0 1；elseif(实数(D(n)2(imag(D(n)0)C(1，d : e)=0 1 0 0；elseif(实数(D(n)2(imag(D(n)2)C(1，d : e)=1 1 0 0；elseif(实数(D(n)2)(imag(D(n)=2)C(1，d : e)=1 1 1 0；elseif(实数(D(n)=2)(imag(D(n)-2)C(1，d : e)=0 1 1 1；elseif(实数(D(n)=2(imag(D(n)0)C(1，d : e)=0 1 1 0；elseif(实数(D(n)=2(图像(D(n)2)C(1，d : e)=1 1 0 1；elseif(实数(D(n)=2(imag(D(n)=2)C(1，d : e)=1 1 1 1；目标3.2设计总程序全部清除；全部关闭；N=40000 .k=4 * N；%信息长度l=7 * N；w=7 * N/4；E=randsrc(1，K，0，1)；%信源b=零(1，W)；QAM调制后的信号c=零(1，1)；QAM解调后的信号num=零(20，1)；%误比特数ber=零(20，1)；%误比特率信噪比=1:1:20%汉明编码a