16QAM

16QAM调制系统仿真姓名：指导老师：目录16QAM原理16QAM方型星座图生成16QAM星型星座生成MatlabSimulink/SystemView简介16QAM1231•正交振幅调制QAM(QuadratureAmplitudeModulation)是用两个独立的基带波形对两个互相正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制。•QAM中，已调载波的振幅和相位都随两个独立的基带信号变化。采用多进制正交振幅调制，可记为MQAM（M2）。增大M可提高频率利用率，也即提高传输有效性。16QAM产生方法1231•正交调幅法：两路正交的四电平振幅键控信号叠加而成。•复合相位法：两路正交的四相位移相键控信号叠加而成。•16进制正交调幅法是一种振幅调制和相位调制相结合的调制方式，即用16进制数字基带信号去控制去控制载波的振幅和相位。16QAM调制原理1231速率为Rb的二进制码元序列经过串/并转换分为两路，再经过２/４电平转换转换为四电平信号，这两路四电平信号分别与正交载波相乘，完成正交调制，将两路信号叠加后产生16QAM信号。16QAM解调原理123116QAM采取正交相干解调的方法解调，解调器对收到的16QAM信号一路与sinwt相乘，一路与coswt相乘，然后经过低通滤波器，滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器输出信号用门限电平的判决器判决后经并/串转换模块恢复为原来的二进制序列，完成16QAM的解调。MatlabSimulink／SystemView简介•MatlabSimulink：Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。•SystemView：用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，用户在进行系统设计时，只需从SystemView配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。12312•MatlabSimulink实现1232316QAM方形星座图生成•Matlab代码实现1232316QAM方形星座图生成%%设置%参数定义M=16;%进制数＝16k=log2(M);%每符号的比特数n=3e4;%处理的总比特数nsamp=1;%采样率%%信源%产生一个二进制比特流向量x=randint(n,1);%随机二进制比特流%用stem函数画出前40个比特的杆状图stem(x(1:40),'filled');title('二进制比特流');xlabel('比特下标');ylabel('比特值');%%比特到符号的映射%将向量x中的比特转换成k比特长的符号流xsym=bi2de(reshape(x,k,length(x)/k).','left-msb');%%画出符号流%用stem函数画出前10个比特的杆状图figure;%重新创建一个绘制窗口stem(xsym(1:10));title('符号流');xlabel('符号下标');ylabel('符号值');%%进行调制y=qammod(xsym,M);%16-QAM.此处为方形星座图%%发送的基带信号ytx=y;%%信道%在AWGN信道传输信号EbNo=10;%信噪比定义（IndB）snr=EbNo+10*log10(k)-10*log10(nsamp);ynoisy=awgn(ytx,snr,'measured');%加噪声%%接收信号yrx=ynoisy;1232316QAM方形星座图生成%%画星座图%在同一个座标系统下画出发送信号和接收信号的星座图h=scatterplot(yrx(1:nsamp*5e3),nsamp,0,'g.');holdon;scatterplot(ytx(1:5e3),1,0,'k*',h);title('信号星座图');legend('接收信号点分布','发送信号点分布');axis([-55-55]);%设置座标范围holdoff;%%画眼图%画眼图eyediagram(ytx,5,0.5);title('信号眼图');%%解调%16-QAM解调zsym=qamdemod(yrx,M);%%计算误比特率%比较x和z从而得到BER[number_of_errors,bit_error_rate]=biterr(x,z)%%计算功率谱并划出功率谱图%%符号到比特的映射z=de2bi(zsym,'left-msb');%转换符号值到比特%将z由矩阵变成向量z=reshape(z.',prod(size(z)),1);figure;%功率谱密度Ts=k/2400;%数据速率为2400bpst=(0:4);ss1=xsym';[f,st1f]=T2F(t,ss1);%频谱T=Ts*n;Pf1=abs(st1f).^2/T;%计算功率谱Pf1_db=10*log10(Pf1+eps);subplot(311);plot(f,Pf1_db);gridon;axis([-1.5e41.5e4-12010]);title('16QAM基带信号功率谱(dB)')•SystemView实现1232316QAM方形星座图生成•实验结果1232316QAM方形星座图生成发送端调制信号在坐标中映射为清晰的16个点，通过高斯信道后，由于信道中存在噪声的叠加，使得星座图每个点位置附近都出现很多个随机样点。噪声设置的越大星座图越模糊，噪声大到一定程度时，星座相邻的两个点区会有重叠，出现码间串扰。1232316QAM星形星座图生成•在方形星座图基础上映射关系的改变constConstellation=[2.61,2.61*exp(2*pi*1i/8),2.61*exp(2*pi*1i*2/8),2.61*exp(2*pi*1i*3/8),2.61*exp(2*pi*1i*4/8),2.61*exp(2*pi*1i*5/8),2.61*exp(2*pi*1i*6/8),2.61*exp(2*pi*1i*7/8),4.61*exp(2*pi*1i*0/8),4.61*exp(2*pi*1i*1/8),4.61*exp(2*pi*1i*2/8),4.61*exp(2*pi*1i*3/8),4.61*exp(2*pi*1i*4/8),4.61*exp(2*pi*1i*5/8),4.61*exp(2*pi*1i*6/8),4.61*exp(2*pi*1i*7/8)];y=genqammod(xsym,constConstellation);•实验结果1232316QAM方形星座图生成星型16QAM只有两个振幅值，8种相位值。