64QAM系统性能的分析与Word格式文档下载.docx
- 文档编号:13495270
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:480.88KB
64QAM系统性能的分析与Word格式文档下载.docx
《64QAM系统性能的分析与Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《64QAM系统性能的分析与Word格式文档下载.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
随着通信事业的不断发展与进步,以往的数据量已经不够现在通信的需求,单一的语言通信已经不能满足我们了,所以传输方式需要更新与发展,来适应日益增长的生活需求。
调制方法多种多样,有DQPSK、QAM、8PSK、GMSK等,期中64QAM是本次我们所需要研究的课题内容,64QAM有着非常高的频谱利用率,在数字通信方面有着很大作用,还有在数字电视应用起了巨大作用。
通过对64QAM的研究,让我们更加了解通信技术的每个环节,拓宽我们的视野。
1.2课程设计的目的和任务
本次课程设计是根据“通信工程专业培养计划”要求而制定的。
通信系统的计算与仿真设计都是我们专业必须要掌握的,这是为我们以后工作打好坚实的基础。
课程设计的任务是:
(1)学会通信系统是怎么设计与仿真的,了解其步骤、要求、工作内容及设计方法;
还要学会怎么去仿真,。
(2)训练学生设计能力,怎么把仿真框图做的无错误。
(3)训练学生综合运用专业知识的能力,提高学生进行通信工程系统设计能力。
(4)提高学生的团结协作得出结果和通过对知识的整理与学习得出结果。
1.3可行性分析
从技术上来看,正交幅度调制QAM是两路独立的信号,64QAM是把两电平的信号换成了八电平,在解调过程中是把八电平转换成二电平,再通过QAM调制器对信号进行调制,这就是64QAM的调制解调过程。
从经济上来看,MATLAB6.5软件是比较通用的仿真软件,安装应用都很方便,学生容易掌握,但是在除了xp的系统中软件有可能无法正常运行,兼容性还需加强。
264QAM通信系统
2.164QAM通信系统基本模型
64QAM通信系统基本模型如图2.1所示:
图2.164QAM通信系统基本模型
信号源:
产生随机数字信号。
信号编码:
本次设计我应用RS编码。
调制:
本次我们使用的是64QAM调制方式,用来调制信号来让信号能在信道里传输。
信道:
用来传输信号,同时可加载噪声。
解调:
还是使用64QAM的解调方式,把调制信号解调成电脑能识别的信号。
译码:
本次设计应用RS译码。
性能分析:
对本次设计的每一个环节进行跟踪与检测,对无噪声通信的信道对信号的各种状态进行分析,后加入噪声,看信号的变化弄出误码率,后调信噪比。
2.264QAM通信系统的性能指标
本次研究的64QAM通信系统的性能指标有:
传输速率,信号的误码率,对系统的兼容性等,与其他通信系统比较,64QAM的抗噪性满强力的,带宽利用率比较优秀,本次设计我们就从对信息编码调制解调译码等操作,分析信噪比跟误码率,来研究64QAM系统的性能指标。
364QAM通信系统主要模块
3.1信源
信源我选择了随机整数发射源,产生数字信号,然后进行RS编译码。
3.2基带信号处理
此次设计我用了RS编码器,RS编码器中产生的信位是k,码长n,纠错公式为
(n-k)/2,可以调节n跟k的值来调节差错控制,然后就可以对已处理的信号进行调制。
可以通过示波器来显示信号的的变化情况,这也是本次设计中关键的部分。
3.3调制/解调
本次我的设计是64QAM系统设计,所以光把信号用QAM调制或解调的话是不可行的,这里还需要变平,用合适于本次设计的电平。
调制解调是本次设计的关键,这里体现了与其他组的不同之处。
3.4信道
信道是信息传输所经过的路径,这路径往往夹杂着噪声的干扰,本次设计我们首先对没有噪声的信道进行研究,然后对高斯加性白噪声信道、二进制对称信道、多径瑞利(Rayleigh)衰落信道、莱斯(Rician)衰落信道等,设置不同的信道信噪比,对系统进行仿真,分析不同信噪比情况下的系统性能。
4MATLAB对64QAM通信系统的仿真
4.1MATLAB主要模块及参数设置
MATLAB中每个模块都非常重要,参数设置更加繁琐,参数改动一点点那误码率的变化非常大。
每个模块的数据如下:
:
图4.1信源模块图
基带信号处理仿真模块如图4.2所示:
(a)输入端RS编码(b)输出端RS解码
其中RS编码器参数为:
码字长度n:
63,信息长度k:
1
输出缓存器参数为:
输出长度:
63,缓存交织:
0,初始条件:
调制/解调是本次设计中的关键所在,它们能吧数字信号翻译成可沿普通电话线传输的脉冲信号,传递另一端由解调器接收到,并译成计算机能读懂的信号。
调制/解调仿真模块如图4.3所示:
(a)调制
(b)解调
图4.3调制/解调仿真模块
单极性双极性变换器/双极性单极性变换器:
M-arynumber:
64。
显示仪器的主要参数设置如表4-1所示:
表4-1显示仪器仿真参数设置
仪器名
示波器
眼图仪
星座图仪
频谱仪
各个仪器的参数
轴数:
2
每符号抽样:
4
100
缓存长度:
1024
预置:
偏移:
缓存交叠:
512
每迹符号数:
示点数:
500
FFT长度:
每次显示的新迹:
4000
每次显示新迹数:
300
Y轴最小:
-23
显示迹数:
X轴最小:
-5
Y轴最大:
10
X轴最大:
5
谱平均数:
64
信道和噪声的参数设置如表4-2所示:
表4-2信道和噪声的参数
名称
信道
高斯白噪声
莱斯
瑞利
参数
种子数:
50
平均值:
K-factor:
Sigma:
SNR:
18
方差:
41
56
采样时间:
误码率计算器和显示器的参数如表4-3所示:
表4-3误码率计算器和显示器的参数
显示器
误码计算器
数型:
short
接收延迟:
63
抽取率:
计算延迟:
-1
输出数据:
Port
信噪比-误码曲线实现程序如下:
无噪声时:
x=0:
0.5:
7;
y=x;
BitRate=10000;
y
(1)=0.4429;
y
(2)=0.4059;
y(3)=0.3684;
y(4)=0.3308;
y(5)=0.2934;
y(6)=0.2578;
y(7)=0.2212;
y(8)=0.1869;
y(9)=0.1557;
y(10)=0.1270;
y(11)=0.1011;
y(12)=0.07815;
y(13)=0.05907;
y(14)=0.04287;
y(15)=0.02991;
markerchoice='
*'
;
plotsym=[markerchoice'
-'
];
semilogy(x,y(:
),plotsym);
title('
64QAM误码率'
);
xlabel('
SNR'
ylabel('
ErrorRate'
加入噪声后:
y
(1)=0.4794;
y
(2)=0.4466;
y(3)=0.4147;
y(4)=0.3822;
y(5)=0.3498;
y(6)=0.3188;
y(7)=0.2883;
y(8)=0.2594;
y(9)=0.2306;
y(10)=0.2028;
y(11)=0.1787;
y(12)=0.1546;
y(13)=0.1342;
y(14)=0.115;
y(15)=0.09638;
4.264QAM通信系统的仿真图和结果分析
无噪声时系统的仿真框图如图4-4所示:
图4.4无噪声的系统仿真图
无噪声干扰下的星座图如图4.5所示,眼图如图4.6所示,系统频谱图如图4.7所示,信噪比-功率谱曲线如图4.8所示:
图4.5无噪声星座图图4.6无噪声眼图
图4.7无噪声系统频谱图图4.8无噪声信噪比-功率谱曲线
无噪声时调制解调前后的波形图如图4.9所示:
图4.9无噪声时信号调制解调波形图
注:
上波形图为调制前的波形图,下波形图为解调后的波形图
4.3加入噪声及干扰时系统性能指标的变化分析
图4.10加噪声后的系统仿真框图
把莱斯,瑞利,高斯噪声,加入系统后的星座图如图4.11所示,眼图如图4.12所示,系统频谱图如图4.13所示,:
图4.11加入早后的星座图图4.12加入噪声后的眼图
图4.13加入噪声后的系统频谱图图4.14加入噪声后信噪比-功率谱曲线
加入噪声后调制解调前后的波形图如图4.15所示:
图4.15加入噪声后调制解调前后的波形图
没有加入噪声的信道,其仿真图都无失真,完美显现,
加入噪声后,失真现象明显,其信道加入噪声后的分析如表4-4所示:
表4-4同时加入高斯、干扰、瑞利三种噪声后不同SNR的误码率
SNR(bit/dB)
15
原系统误码率
加入高斯白噪声后系统误码率
加入高斯白噪声及莱斯后系统误码率
加入高斯白噪声、莱斯及瑞利噪声后系统误码率
从上表4-4可以看出加了噪声后,系统的误码率明显增加了,SNR增加后误码率就普遍降低,所以我们要适当控制这些参数来减少系统的误码率,来使系统满足需求的条件。
从不加噪声跟加了噪声后的眼图,星座图,频谱图,我们可以明显看出噪声对系统通信的干扰有多大,通过表4-4可得到无论是什么噪声,只要把SNR增加到一定值,系统误码率会无限趋近于0,这样就满足了我们通信的需求。
5结论
这次设计我们组研究的是64QAM系统性能的分析与MATLAB仿真,通过对其的研究与学习,我们把课堂上没有学会的知识全部学了变,顺便也把以前忽略的知识给补了一边,通过对64QAM系统的设计与仿真,我起初用的模拟信号源,用pcm编码,后发现很难得出结论,后来跟老师与同学之间的讨论,我把模拟信号改成了数字信号后,发现设计有所眉目,之后我又把无噪声的系统各个参数弄出来后了,得到了眼图,星座图,频谱图。
之后我一个个加入噪声调节误码率,后得到的眼图,星座图,频谱图,跟没加噪声以前图明显能看出失真,我认识通信系统中噪声对信号的干扰有多大,噪声会使系统的误码率增加,使信号失真,从而使通信变的复杂,不过我们可以增加信噪比来把噪声带来的信号失真等情况减少。
这次设计让我对通信系统又有了进一步的认识与理解,我相信以后的设计会比现在弄得更好。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 64 QAM 系统 性能 分析