QAM调制解调的仿真实现报告Word文档下载推荐.docx
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(3)画出两种调制方式的眼图;
(4)解调接收信号,分别绘制4QAM和16QAM的误码率曲线图,并与理论值进行对比;
(5)提交详细的设计报告和实验报告。
三、设计原理QAM调制原理:
QAM调制是把2ASK和2PSK两种调制技术结合起来的一种调制技术,使得
带宽得到双倍扩展。
QAM调制技术用两路独立的基带信号对频率相同、相位正交的两个载波进行抑制载波双边带调幅,并将已调信号加在一起进行传输。
nQAM代表n个状态的正交调幅,一般有二进制(4QAM)、四进制(16QAM)、八进制(64QAM)。
我们要得到多进制的QAM信号,需将二进制信号转换为m电平的多进制信号,然后进行正交调制,最后相加输出。
正交调制及相干解调原理框图如下:
QAM调制说明:
MQAM可以用正交调制的方法产生,本仿真中分别取M=16和4。
M=16时,进行的是幅度和相位相结合的16个信号点的调制。
M=4时,进行的是幅度和相位相结合的4个信号点的调制。
为了观察信道噪声对该调制方式的影响,我们在已调信号中又加入了不同强度的高斯白噪声,并统计其译码误码率。
为了简化程序和得到可靠的误码率,我们在解调时并未从已调信号中恢复载波,而是直接产生与调制时一模一样的载波来进行信号解调。
四、实验步骤:
(1)我们整个代码编写为MQAM格式,在刚开始时,会询问选择4QAM还16QAM,然后开始运行。
(2)首先生成一个随机且长度为n*k的二进制比特流。
(3)在MATLAB中16QAM调制器要求输入的信号为0~M-1这1M个值,所以需要用函数reshape和bi2de将二进制的比特流转换为对应的十进制这M个值。
(4)利用MATLAB中的qammod函数生成MQAM调制器,对信号进行调制并用scatterplot函数画出信号的星座图。
(5)通过awgn信道在MQAM信号中加入信噪比为13dB的高斯白噪声,用scatterplot函数画出MQAM的接收信号星座图。
(6)利用MATLAB中的eyediagram函数生成经过MQAM调制的眼图。
(7)利用MATLAB中的qamdemod函数生成解调器对MQAM信号的解调,用stem函数画出基带二进制随机序列和解调后的二进制随机序列。
(8)将得到比特流信息和原始发送的比特流信息进行比较来计算误码率。
五、实验结果及分析
(1)4QAM和16QAM调制星座图:
图14QAM调制的星座图
图1是信号经过4QAM调制后的星座图,图中有4个星座点。
分别为00、10、01、11。
图216QAM调制的星座图
图2是信号经过16QAM调制后的星座图,图中有16个星座点。
分别为0000、0100、1000、1100、0001、0101、1001、1101、0010、0110、1010、1110、0011、
0111、1011、1111。
(2)采用高斯信道传输信号,信噪比为13dB时,4QAM和16QAM的接收信号星座图如图:
图34QAM调制通过信道后的星座图
图3是4QAM调制通过信道后的星座图,经过信噪比为13dB的加性高斯白噪声信道后,加入了13dB噪声后,落点围绕理想值成云状分布。
图416QAM调制通过信道后的星座图
图4是16QAM调制通过信道后的星座图,经过信噪比为13dB的加性高斯白噪声信道后,加入了随机噪声后,落点围绕理想值成云状分布。
(3)4QAM与16QAM调制方式下的眼图
图54QAM星座图
图5是信号经过4QAM调制后的同相部分和正交部分的眼图。
“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱,图中“眼睛”张的较大,且眼图越端正,表示码间串扰较小。
由于存在噪声,噪声将叠加在信号上,观察到的眼图的线迹会变得模糊。
图616QAM星座图
图6是信号经过16QAM调制后的同相部分和正交部分的眼图。
“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱,图中“眼睛”张的较大,但比4QAM的小,表示码间串扰比4QAM调制更严重。
因为存在噪声,噪声将叠加在信号上,观察到的眼图的线迹会变得模糊。
(4)解调接收信号,4QAM和16QAM的误码率曲线如图:
图74QAM的误码率曲线图
图816QAM的误码率曲线图
图7显示4QAM实际误码率曲线与理论误码率曲线几乎完美吻合,图8显示16QAM实际误码率曲线与理论误码率曲线基本一致。
总体来说,实际误码率曲线能与理论误码率曲线较好地吻合。
六、实验总结
通过本次QAM仿真实验,进一步了解了QAM调制与解调原理,熟悉了用matlab仿真,成功观测了在无噪和有噪情况下分别经过4QAM和16QAM调制下的星座图、眼图和误码率曲线,完成了试验任务。
此外,我们认识到QAM一种将2ASK和2PSK汇合到一个信道的方法,它以其灵活的配置和优越的性能指标,广泛的应用于数字有线电视传输领域和数字MMDS系统。
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