16QAM调制与解调

16QAM调制与解调一、实验目的1掌握16QAM调制与解调原理。2掌握systemview仿真软件使用方法3设计16QAM调制与解调仿真电路，观察同相支路、正交支路波形及16QAM星座图。二、仿真环境Windows98/2000/XPSystemView5.0三、16QAM调制解调原理方框图1．16QAM调制原理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。这里采用正交调幅法。16QAM正交调制的原理如下图1所示。串/并2-4电平变换2-4电平变换LPFLPFBPFbR/2tcωcos16QAMRb/2tcωsin2/π−并/串抽样判决定时脉冲抽样判决LPFLPF图116QAM调制器图中串/并变换器将速率为Rb的二进制码元序列分为两路,速率为Rb/2.2-4电平变换为Rb/2的二进制码元序列变成速率为RS=Rb/log216的4个电平信号,4电平信号与正交载波相乘,完成正交调制,两路信号叠加后产生16QAM信号.在两路速率为Rb/2的二进制码元序列中,经2-4电平变换器输出为4电平信号,即M=16.经4电平正交幅度调制和叠加后,输出16个信号状态,即16QAM.RS=Rb/log216=RB/4.2.16QAM解调原理16QAM信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交相干解调，一路与tcωcos相乘，一路与tcωsin相乘。然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器LPF输出经抽样判决可恢复出电平信号。16QAM正交相干解调如图2所示。I（t）路QAM信号tcωcosQ(t)路图216QAM正交相干解调四、16QAM正交调制解调仿真电路1．仿真参数设置1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==TRB波特，这里省去了2-4电平转换电路，载频设为Hzfs20=。(说明：载频设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间。)sf2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率应大于等于10倍的载频。本次仿真取10，即200Hzsf3）系统时间设置：通常设系统Starttime=0。为能够清晰观察同相支路和正交支路中每个码元波形及16QAM信号的星座图，在仿真时对系统Stoptime必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stoptime=6T~8T，这时可以清楚地观察到同相支路和正交支路中每个码元波形；第二次设置一般取系统Stoptime=1000T~5000T，这时可以清楚地观察到16QAM信号的星座图。2．16QAM信号正交调制与解调的仿真电路图16QAM信号正交调制与解调的仿真电路如图3所示。图316QAM信号正交调制与解调五、仿真结果参考1．四进制基带码元波形（PN序列Levels=4）图4四进制基带码元波形2．同相支路、正交支路输出信号波形：图5同相支路输出波形图6正交支路输出波形3．16QAM解调输出波形4．16QAM星座图分析：解调输出后波形与信号输入的波形基本保持一致，延迟了两个码元的时间。虽有一点延迟的现象但并不影响实验的仿真效果。六、自行搭建调试仿真电路，完成设计任务