SystemView16进制正交振幅调制(16QAM)

实验一： 16QAM调制与解调一、实验目的1、熟悉16QAM信号的调制与解调，掌握SYSTEMVIEW软件中，观察眼图与星座图的方法。

2、强化SYSTEMVIEW软件的使用，增强对通信系统的理解。

二、实验原理1、16QAM16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。

16QAM 调制原理方框图：图一16QAM调制框图16QAM解调原理方框图：图二16QAM解调框图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。

在这里我们使用第一种方法。

16QAM信号的星座图：图三16QAM星座图上图是16QAM的星座图，图中f1(t)和f2(t)是归一化的正交基函数。

各星座点等概出现。

星座图中最近的距离与解调误码率有很密切的关系。

上图中的最小距离是dmin=2。

16QAM的每个星座点对应4个比特。

哪个星座点代表哪4比特，叫做星座的比特映射。

通常采用格雷映射，其规则是：相邻的星座点只差一个比特。

实验所需模块连接图如下所示：图四模块连接图各个模块参数设置：元件编号属性类型参数设置0,2 Source PN seq Amp=1V；Rate=10Hz；Levels=4 4,13 Source Sinusiod Amp=1V；Rate=100Hz12 Source Gauss Noise Std Dev=0V;Mean=0V5,7,9,10 Multipler ——————3 Adder ——————17,18 Operator Linear Sys Butterworth,3Poles,fc=10Hz 19,14,15 Sink ——————设置系统时间为20Sec（观察眼图），仿真频率1000Hz三、实验步骤（1）按照实验所需模块连接图，连接各个模块（2）设置各个模块的参数：①信号源部分：PN序列发生器产生双极性NRZ序列，频率10HZ图五信号源设置示意图②载频：频率设置为100Hz。

目录第一章绪论 (3)1．1 QAM简介 (3)1. 2 systemview软件介绍及特点 (3)第二章正交振幅调制 (5)2．1 MQAM信号的星座图 (5)2. 2 QAM的调制解调原理 (7)2. 3 QAM的误码率性能 (8)2. 4 QAM的改进方案 (9)第三章 SYSTEMVIEW概述 (10)3. 1 systemview基本模块库介绍 (10)第四章 16QAM调制解调系统实现与仿真 (12)4.1 16QAM 调制模块的模型建立与仿真 (14)4.1.1 信号源部分 (14)4.1.2 串并转换模块 (15)4.1.3 2/4电平转换模块 (17)4.1.4 其余模块与调制部分的结果 (19)4.2 16QAM解调模块的模型建立与仿真 (22)4.2.1 相干解调 (22)4.2.2 4/2电平判决与毛刺消除仿真电路 (25)4.2.3 并串转换与最终解调结果对比 (30)第五章 16QAM抗噪声性能研究 (34)5.1 16QAM抗噪声性能的systemview仿真 (34)5.2 16QAM抗噪声性能的matlab仿真 (38)第六章结论与总结 (41)6.1 本设计总结 (41)6.2 对设计软件的不足与实验感想 (41)参考文献 (43)第一章绪论1.1 QAM简介在现代通信中，提高频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。

近年来，随着通信业务需求的迅速增长，寻找频谱利用率高的数字调制方式已成为数字通信系统设计、研究的主要目标之一。

正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一种频谱利用率很高的调制方式，其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。

在移动通信中，随着微蜂窝和微微蜂窝的出现，使得信道传输特性发生了很大变化。

过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也引起人们的重视。

QAM数字调制器作为DVB系统的前端设备，接收来自编码器、复用器、DVB网关、视频服务器等设备的TS流，进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送，同时也可根据需要选择中频输出。

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。

图1 16QAM 调制器图中串/并变换器将速率为R b 的二进制码元序列分为两路,速率为R b /2.2-4电平变换为R b /2的二进制码元序列变成速率为R S =R b /log 216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R b /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. R S =R b /log 216=R B /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t c ωcos 相乘，一路与t c ωsin 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。

资料《通信原理及系统课程设计》报告二○一一～二○一二学年第二学期学号091603048姓名张薇班级通信Q0941电子工程系设计任务书【设计题目】16QAM调制与解调系统的设计【设计目的】通过此综合设计，加深基本理论知识的理解，加强理论联系实际，增强动手能力，提高通信系统仿真的设计技能。

【设计内容】1.设计任务：利用所学通信知识，设计一个16QAM调制与解调系统，并用SystemVIEW进行仿真和分析，从而实现理论联系实际的作用。

2.基本要求：（1）用码元速率为19.2Kb/s的随机序列作为实验系统的信号源；（2）用频率为76.8kHz的正交信号作为实验系统的载波信号；（3）用9.6Kb/s的方波信号及其正交信号，作为抽样判决的时钟信号，抽样频率为384kHz；（4）保证串/并变换、并/串变换的正确性；（5）对完成的系统进行性能仿真，加入噪声电压，分析其输出性能。

【提交要求】1.打印设计报告，内容包括：（1）设计思路及设计方案；（1）系统的基本原理框图以及每一个模块的作用；（2）系统设计过程中，每一个用到的图符中主要参数的意义；（3）每一个用到的图符主要参数的设定和设定的依据；（4）仿真系统参数改变时，给仿真结果带来的影响（如高斯白噪声信道的信噪比增加，则误码率减小）；（5）仿真的结果（波形截图，总体分析评价等）。

2.仿真程序（需要加注释）。

目录一、设计思路 (5)二、总体方案设计 (5)1、调制方案 (5)2、解调方案 (6)三、总体电路图 (7)四、模块设计及主要参数设置 (7)1、串/并转换 (8)2、低通滤波 (8)3、抽样判决 (9)4、并/串转换 (10)五、仿真结果及分析 (11)1．仿真参数设置 (11)2、仿真结果 (12)3、仿真结果分析 (16)六、小结 (16)一、设计思路16QAM即16进制正交振幅调制，它是一种振幅/相位联合键控（APK)体制。

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。

16qam的误码率-回复16QAM是一种调制方式，它代表16-ary Quadrature Amplitude Modulation，即16进制正交幅度调制。

它是QAM族调制方案中的一员，有着高效的频谱利用率和较高的传输速率。

在通信领域中，误码率（Bit Error Rate，BER）是衡量数据传输设备性能的重要指标，下面将详细介绍16QAM的误码率计算方法及其相关性质。

一、16QAM的基本原理和特点：16QAM是一种基于相位和幅度两个维度调制的方法。

它将4个相位和4个幅度组合起来，共计16种传输符号。

每个符号代表一个特定的16进制数字，通过改变相位和幅度的组合方式，可以变换出不同的传输符号，实现数据的传输。

16QAM的特点是高效利用频谱，相比于其他调制方式如BPSK和QPSK，它能够在同样带宽下传输更多的数据。

二、16QAM的误码率计算方法：误码率是指在传输过程中出现的比特错误的概率。

对于16QAM而言，误码率的计算是基于信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）的。

SNR代表信号和噪声的比值，是衡量信号质量的重要指标。

误码率与SNR之间存在一定的关系，可以通过公式来计算。

16QAM的误码率计算公式如下：BER = 0.5 * erfc(sqrt(10^(SNR/10) * (1 + 1 / M)))其中，erfc表示余误差函数，SNR为信噪比，M为调制阶数。

在16QAM 中，M=16。

三、16QAM误码率与信噪比的关系：对于正交调制，误码率与信噪比之间呈反比关系。

也就是说，信噪比越高，误码率越低。

在16QAM中，由于存在16种传输符号，相邻符号之间的距离较短，容易造成误码，因此对于16QAM而言，要求更高的信噪比才能保证较低的误码率。

四、影响16QAM误码率的因素：1. 带宽：较大的带宽可提供更高的传输速率，减小误码率。

2. 噪声：噪声是主要的干扰源，增加噪声会使误码率增加。

16qam高低阶调制理论说明1. 引言1.1 概述16QAM（即16-Quadrature Amplitude Modulation）是一种常用的调制技术，广泛应用于无线通信系统、视频传输和数据传输领域。

通过将数据信号编码成特定的组合，16QAM能够在有限带宽内实现高效可靠的数据传输。

1.2 文章结构本文将首先介绍16QAM调制的基本原理，包括调制过程、信号空间图以及解调过程。

随后，我们将比较高低阶调制的优劣，并提供选择技术时的依据。

最后，我们将讨论16QAM在无线通信系统、视频传输和数据传输领域中的应用情况。

1.3 目的本文旨在为读者提供关于16QAM高低阶调制的全面理论说明。

通过深入了解这种调制技术及其应用领域，读者可以更好地了解其优势和限制，并且能够根据实际需求做出合理选择。

以上为“1. 引言”部分内容说明，请准备好下一部分“2. 16QAM调制理论”的撰写。

2. 16QAM调制理论：2.1 调制原理：16QAM调制是一种基于正交振幅调制（QAM）的调制技术。

它将原始数据流分为两个独立的组，并在每个组中使用4种不同的相位和4种不同的振幅级别。

这样每个符号可以代表4位比特，总共有16种不同的可能符号。

具体而言，16QAM调制按照二进制位将输入比特串以组为单位进行排列，然后再映射到复数域中形成复数信号点。

每个信号点表示一个特定的组合符号。

其中，信号空间被划分为不同的象限，每个象限代表一种相位和振幅组合。

2.2 信号空间图：通过绘制16QAM调制后的信号点，我们可以得到信号空间图。

在该图中，横轴和纵轴分别表示实部和虚部。

由于16QAM每个符号代表4比特信息，所以在信号空间图中会有16个离散的点。

这些点呈现出正方形格状分布，并且连接了各个象限。

2.3 解调过程：解调过程是16QAM调制系统中将接收到的信号点映射回原始数据流的过程。

首先，接收到的信号经过采样和量化处理后，被映射到离散的信号点上。

然后通过判断每个信号点所在的象限，并根据参考点的位置计算得到对应的二进制比特串。

基于Systemview的16QAM系统仿真设计与分析作者：杨波来源：《数字技术与应用》2020年第09期摘要：正交幅度调制是一种矢量调制技术，同时利用载波的幅度和相位来传输基带信号信息。

因其在一定条件下可实现更高的频带利用率，抗噪声能力强且实现技术简单而广泛应用于有线电视、卫星通信、移动通信等系统中[1]。

关键词：正交幅度调制;频带利用率;抗噪声能力中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）09-0018-021 16QAM调制解调原理16QAM的调制思想是通过串-并转换电路先将信息速率为Rb的高速数据流分成两路速率为0.5Rb的低速数据流，经2-4電平转换与相互正交的载波信号进行调制后叠加而成[2]。

16QAM信号叠加高斯噪声后，经解调后通过低通滤波器滤除无用信号，再经门限判决4-2电平转换电路后，经并-串转换电路还原基带信号。

16QAM调制解调框图如图1所示。

2 系统仿真与分析为便于观察分析，系统时钟设为1MHz，16QAM调制解调仿真电路如图2所示。

2.1 调制系统参数设置将基带信号Token0频率设为1kHz，脉冲宽度0.5ms。

伪随机序列生成器Token1寄存器长度设为10，寄存器抽头为3-10。

串-并转换子系统中，用Token3产生时钟信号控制两个D触发器Token12与Token6交替传输Token5输入的串行信号，转换成I、Q两路并行信号。

从仿真波形来看，基带信号波形前20ms数据为11011 11000 01000 10100，I、Q两支路信号信息速率降低为基带信号的一半，由于信号处理延时影响，I、Q两支路信号前均有0码出现。

经波形分析，前20ms I支路信号数据为10110 00000;Q支路信号数据为11100 10110，可以看出基带信号奇数位传输给了I支路，偶数位传输给了Q支路。

串-并转换电路虽能降低信息速率便于调制，但是还是不能满足高速率传输需求，需再将两路信号分别进行2-4进制转换，进一步降低信息速率，与串-并转换子系统相比，2-4转换子系统将两路D触发器输出的信号分别通过了两个单刀双掷开关电路。

基于SystemView的16QAM调制与解调
李翠华
【期刊名称】《科技广场》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】正交振幅调制OAM(Ouadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率密度等优势成为宽带无线接入和无线视频通信的重要调制方武.本文介绍16QAM调制解调的原理,然后给出原理框图并根据框图设计电路.最后提出了一种基于Systemview的16QAM实现方案.
【总页数】2页(P46-47)
【作者】李翠华
【作者单位】陕西理工学院电信工程系,陕西,汉中,723003
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.3
【相关文献】
1.基于SystemView的单载波调制解调系统性能对比 [J], 张之越
2.一种新的基于光纤信道LDPC码的16QAM调制解调算法 [J], 边绍松;张琦
3.基于高速数字逻辑门16QAM调制与解调算法优化 [J], 刘梦; 刘威; 周志刚
4.基于Simulink的16QAM调制解调系统的设计与仿真 [J], 王怡;涂宇;谭泽涛;吕雅婷
5.基于Simulink的16QAM调制解调系统的设计与仿真 [J], 王慧琴;唐慧敏;张萍
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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。

图1 16QAM 调制器图中串/并变换器将速率为R b 的二进制码元序列分为两路,速率为R b /2.2-4电平变换为R b /2的二进制码元序列变成速率为R S =R b /log 216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R b /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. R S =R b /log 216=R B /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t c ωcos 相乘，一路与t c ωsin 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。

目录一、设计思路及设计方案1）16QAM调制原理在16QAM中，数据信号由相互正交的两个载波合成。

16QAM是一种矢量调制，将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt 和sinwt）上，然后两路正交信号相加得到调制信号。

2）设计思路16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM的每个符号和周期传送4比特。

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。

3）设计方案首先，伪随机码发生器产生速率为Rb的二进制序列，此二进制码流经串一并变换器将分成两个速率为Rb／2的两电平序列，2一4电平变换器将每个速率为Rb／2的两电平序列变成速率为Rb／4，4电平信号，然后分别与两个正交的载波相乘，相加后即产生QAM信号。

QAM信号的解调器同样可以采用正交的相干解调方法。

同相I路和正交Q路的4电平基带信号用判决器判决后，分别恢复出速率等于Rb／2的二进制序列，最后经并一串变换器将两路二进制序列合成一个速率为Rb的二进制序列。

二、总体电路组成与分析1）总体电路图2）总体电路分析a)参数设置：Token 17：频率：19.2kHZ 振幅：0.5V Offset:0.5V 电平：2 （即频率为19.2kHZ的由0、1两个电平构成的伪随机码）Token 18：频率: 76.8kHZ 振幅：1VToken105：高斯噪声 0.3VToken109：低通频率：70kHZToken110：低通频率：70kHZb) 电路分析：该系统主要分为调制和解调两部分，包含有串并变换子系统、2-4变换子系统、4电平判决子系统、4-2变换子系统、并串变换子系统。

2007年第12期，第40卷 通 信 技 术 Vol.40，No.12,2007 总第192期Communications Technology No.192,Totally基于SystemView的16QAM调制解调系统的设计与仿真吕海军①， 陈前斌①， 吴小平②（①重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065；②中国联通重庆分公司，重庆 400042）【摘 要】正交幅度调制QAM (Quadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势，成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。

文中介绍了QAM 调制解调原理，提出了一种基于SystemView的16QAM系统调制解调方案，对16QAM系统的星座图和误码率进行了仿真。

仿真结果证明该系统设计方案简易可行，对于QAM相关产品研发和QAM深入理论研究以及电子教学都具有一定的理论和实践指导意义。

【关键词】16 Quadrature Amplitude Modulation；原理；调制解调；SystemView；仿真【中图分类号】TN911 【文献标识码】B 【文章编号】1002-0802(2007)12-0113-03Design and Simulation of the 16QAM Modulation /Demodulation SystemBased on the SystemViewLV Hai-jun①， CHEN Qian-bin①， WU Xiao-Ping②(①Communications and Information Engineering Institute of Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065, China; ②Filiale of China Unicom, Chongqing 400042, China)【Abstract】Because of its multiple advantages, such as high frequency spectrum utilization ratio and high power spectrum density, etc, QAM (Quadrature Amplitude Modulation) has become the major choice scheme for wide band wireless access and wireless video communications. In this paper, the principle of QAM modulation /demodulation is described. Then, a simulation scheme for the 16QAM modulation /demodulation system based on the SystemView platform is proposed. Finally, simulation of the constellation chart and the BER(Bit Error Rate) chart of the 16QAM system is given. Simulation results indicate that this system design scheme is both simple and feasible, and is of ghidance to the development of related QAM products, including in-depth theory research and electronic teaching.【Key words】16QAM; principle; modulation /demodulation; systemView; simulation0 引言无线通信技术的迅猛发展对数据传输速率、传输效率和频带利用率提出了更高的要求。

《通信系统仿真》课程设计16QAM调制解调模型及SystemView仿真16QAM正交幅度调制解调模型及System View仿真摘要：正交幅度调制（MQAM）是用两个正交的载波分别以幅度键控独立地传送两路数字信息的一种方式。

本文通过建立16QAM调制解调模型，从理论上解释16QAM的调制解调原理,并采用System View 软件进行仿真,对两种模型的仿真过程及结果进行分析。

关键词：16QAM；正交幅度调制；相干解调。

引言：单独使用幅度或相位携带信息时，不能最充分地利用信号平面，这点可以从矢量图中信号矢量端点的分布直观地观察到。

采用MASK调制时，矢量端点在一条轴上分布，采用MPSK调制时矢量端点在一个圆上分布。

随着M 增大，这些矢量端点之间的最小欧氏距离也随之减小。

为了充分利用信号平面，需要将矢量端点重新合理分配，这样就可以在不减少最小欧氏距离情况下增加信号矢量短点数目，提高频带利用率。

由此引出一种幅度与相位相结合的调制方式——QAM，即正交幅度调制。

一、QAM调制的原理。

QAM调制是利用正交载波对两路信号分别进行双边带抑制载波调幅形成的。

它利用两个已调载波信号在相同频带内的频谱正交特性，来实现两路并行的、独立的数字信息传输。

从星座图的角度来说，这种方式将幅度与相位参数结合起来，充分地利用整个信号平面，将矢量端点重新合理地分布；因此，可以在不减小各端点位置最小距离的情况下，增加信号矢量的端点数目，提高系统的抗干扰能力。

目前，正交幅度调制正得到日益广泛的应用，其中最常用的就是MQAM。

1、QAM调制的原理如图1—1所示：图1—1 QAM调制原理图2、QAM的解调原理如图1—2所示：图1—2 QAM解调原理图二、QAM调制解调在SystemView环境下的仿真。

1、QAM调制解调的仿真模型如图2—1所示：图2—1 QAM仿真模型图2、图中各图符的设置如表1所示，系统时间设置：采样点数为1024，采三、结果分析。

科技广场２００４．１０Ｋ（１）建立系统的数学模型根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。

（２）从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。

（３）设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置（系统模拟时间，采样速率等）和功能模块运行参数（正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等）。

（４）设置观察窗口，分析模拟数据和波形在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。

３仿真应用实例现代通信中，通信系统中的数字调制是必不可少的，随着大容量和远距离数字通信技术的发展，出现了一些新问题，主要是信道的带限和非线性对传输信号的影响。

这就需要新的数字调制方式来减少信道对传输信号的影响和提高频谱利用率，ＱＡＭ（正交振幅调制）就是其中的一种。

正交振幅调制是一种双重数字调制，它是利用载波的不同幅度及不同相位表示数字信息。

１６ＱＡＭ信号的调制解调系统如图一所示。

１６ＱＡＭ的每个信号点都可视为同相与正交两个分量的矢量和，与同相和正交载波相乘的信号为两个４电平基带信号，分别由输入的二进制序列转换而成。

在１６ＱＡＭ信号的解调器中，“低通滤波器”后边接“取样判决器”可以大大提高解调输出的正确性，因为低通滤波器输出的是包含信道畸变和噪声影响的模拟量，信号取值具有很大模糊性，此时信号星座图中的信号点是发散的。

这一点将在接下来的仿真分析结果中充分体现出来。

取样判决器的作用就是最大限度地消除各种不利因素，使信号星座图更加趋于理想１６ＱＡＭ的信号星座图。

事实上，几乎所有规范的数字解调系统都是采用这种处理方式。

图一１６ＱＡＭ调制解调系统组成创建一个１６ＱＡＭ调制与解调系统。

北邮通信原理通原实验16Q A M实验二、16QAM调制一、实验目的1、学会使用SystemView观察信号的星座图与眼图，分析性能2、学习正交幅度调制解调的基本原理。

二、实验原理1、正交幅度调制QAM是由两个正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的，因此正交幅度调制是一种频谱利用率很高的调制方式。

同时利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息在一个信道中传输。

2、调制原理3、解调原理4、眼图眼图的“眼睛”的大小代表码间串扰的情况。

“眼睛”张开的越大，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。

5、星座图我们通常把信号矢量端点的分布图称为星座图。

它对于调制方式的误码率有很直观的判断。

三、实验内容1、在system view软件中做出仿真连线图。

2、设置参数，观察调制信号波形3、眼图设置：在SystemView中，在分析窗口单击图标，选择style，单击slice，并且设置合适的起点和终点的时间切片，然后选择信号后，得到眼图。

4、星座图设置：在SystemView中，在分析窗口中单击图标，选择style，单击scatter plot，在右侧的窗口中选择所需要观察的信号波形，确定，得到星座图。

5、设置无噪声和有噪声情况参数，对眼图和星座图进行对比分析。

四、实验结果1、无噪声情况下，即序列均值为0，方差为0。

原基带信号：调制信号（同向）（正交）无噪眼图：无噪星座图：2、有噪声：均值为0，方差为1 眼图（有噪）：星座图（有噪）：五、结果分析从上述实验结果图中可以看出：1、原基带信号经过调制后，同向正交都满足。

2、在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小；星座图能量较规整，误码率相对较低。

3、在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大；星座图能量杂乱，误码率较高。

4、可见，噪声对系统性能有一定影响。

六、心得体会通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了16QAM的调制与解调，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最饥饿路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。

1、双击桌面图标‘SystemView’，打开软件2、双击左侧的‘source’图标，接着双击工作区中的红色图标，左键单击‘noise/PN’，双击‘PN seq’将rate改为‘2’，NO.levels改为‘4’，选中‘ok’，选中‘ok’3、第二步重新再做一次，即再产生一个source源；或者将刚才产生的图标复制一个亦可4、将左侧的乘法器‘multiplier’按住鼠标左键拖动到工作区两次5、双击左侧的‘source’图标，接着双击工作区中的红色图标，双击‘sinusoid’，选中‘ok’，选中‘ok’6、单击其中的一个PN序列源，再单击上方的‘连接图标’，再单击‘乘法器’，即可将‘乘法器’和PN序列源连上；7、同样的方式将‘sinusoid’图标也连上‘乘法器’，注意：连线的时候选择‘0：sine’8、将另外一个PN序列源连上另外一个‘乘法器’，同时也将同一个‘sinusoid’图标连上此‘乘法器’，注意：连线的时候选择‘1：cosine’9、双击左侧图标‘adder’，将在工作区产生的加法器拖到合适的位置，将刚才两个乘法器同时连上此‘adder’。

至此，16QAM调制完成，下面开始解调过程。

10、再拖动两个‘乘法器’，和刚才设置完全一样的‘sinusoid’，并将‘adder’连接两个‘乘法器’；同时将‘sinusoid’也连上两个‘乘法器’，注意：连线的时候选择‘0：sine’还是‘1：cosine’应与刚才的连接方式完全一致，即相干解调11、选择上方的‘设置系统时间’，no。

of samples填7500，sample rate填50，单击ok12、拖动左侧的‘operator’，双击，然后再双击‘linear sys filters’，单击右上方的‘analog’，在low cuttoff处填‘5’，依次单击apply，finish，和ok，ok，即产生一个低通滤波器13、同样的方式再产生一个低通滤波器或者复制，粘贴亦可14、将两个‘乘法器’的输出端分别连上两个低通滤波器15、将左侧下方的‘sink’图标拖动到工作区，双击‘analysis’，同样的方式再产生一个，作为仿真结果的观察窗口16、将两个两个低通滤波器分别连上两个观察窗口，至此，仿真平台搭建完毕，随便取个名字保存即可17、单击上方的‘run system’图标，接着单击‘analysis window’，然后在弹出的窗口选中yes（这一步有时候没有弹出窗口可以省略）18、单击上方的‘open all windows’，即可看到两个仿真图形19、单击左下方的，选中‘style’，右侧的上下两个窗口分别选中两个观察窗口，单击ok即可生成一个新图20、单击左上方的‘points only’，即可产生16QAM的星座图，因为低通滤波器不是理想的，因此实际的星座点分布在理想星座点的周围21、为了便于大家比较自己的仿真结果，下边给出了仿真的部分截图；同时也给出了仿真的平台。

16QAM 在AWGN 中的误码性能【Abstract 】：This experiment QAM modulation of the system are briefly introduced, and observe demodulation method in the Matlab software in AWGN channel, spread of error performance. 【Keywords 】：16QAM 、AWGN 、Error performance 、matlab 、demodulation 【内容】：一、16QAM 基本原理QAM （Quadrature Amplitude Modulation ）即正交幅度调制，是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法。

它有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期）。

一个信号叫I 信号，另一个信号叫Q 信号。

从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。

两种被调制的载波在发射时已被混和。

到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。

二、16QAM 调制解调原理QAM 是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。

该调制方式通常有二进制QAM （4QAM ）、四进制QAM （l6QAM ）、八进制QAM （64QAM ）、…，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有4、16、64、…个矢量端点。

电平数m 和信号状态M 之间的关系是对于4QAM ，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK 相同。

根据上面的策略，采用了两个正交载波t f t f c c ππ2sin 2cos 和，每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。

发送信号波形如下,2sin )(2cos )()(t f t g A t f t g A t u c T m s c T m c m ππ+= M m ,...,2,1=式中{mc A }和{ms A }是电平集合，这些电平是通过将k 比特序列映射为信号振幅而获得的。

实验五正交幅度调制16QAM一概述由于通信信道受频带的限制，必须不断提高频带利用率，如M（M>2）调制方式的研究。

一般说来，多进制都能在相同频带内以更快的速率来传递信息，但是，随着M的增加，信号空间图中的各点最小距离减小，相应的判决区也减小，从而信号的可靠性降低了。

要保证可靠性，必须提高发射功率。

振幅相位联合键控（APK）在M较大的情况下，不仅可以提高系统的频带利用率，且设备简单。

16QAM是APK的一种实现方式，是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同步调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。

由于采用了幅度调制与解调，不但设备简单，且在频带和功率利用上也最有效。

但16QAM不属于恒定包络调制方式，因而不适用于具有非线性部件的信道。

二原理及框图16QAM第i个信号的表达示为：Si(t)=Aicos(ω0t+φi) I=1,2,….1 调制部分：16QAM的产生有两种方法：正交调幅法：它是用两路正交的4电平ASK信号叠加而成；复合相移法：它是用两路正交的4电平PSK信号叠加而成；在这里采用正交调幅法。

原理框图如下：cosωt2解调部分由于是采用正交调幅法，所以它的解调器必是一个正交相干解调器。

三步骤1根据16QAM调制解调原理,用Systemview软件建立一个仿真电路:2元件参数配置Token0,3 基带信号—PN码序列（频率=50HZ；电平=2）Token 2,5,7,8 相乘器Token 4,15 载波（频率=1000HZ，[4]正弦，[15]余弦） Token 9,10 模拟低通滤波器（极点数=9，截止频率=275HZ） Token 6 相加器Token 1,11,12,13,14 信号观察点—分析窗3运行时间设置运行时间= 1秒；采样频率=8000HZ 4运行系统在系统窗运行系统后，转到分析窗观察所设五个点的波形。

5在分析窗内绘出星座图四16QAM运行结果1 调制信号波形放大后如图：2 原信号和解调后的信号3 绘出的星座图如下由以上可以看出16QAM信号采用幅度和相位联合调制，它们分别携带信息，能充分利用信号平面，从而使有效性和可靠性都得到提高。

16qam调制波波形
16QAM（Quadrature Amplitude Modulation，16进制振幅调制）是一种调制方案，属于调幅调制的一种。

它在传输数字信号时能够通过改变振幅和相位来表示多个比特。

以下是16QAM的详细解释：振幅调制：16QAM通过改变波形的振幅来表示不同的数据符号。

在16QAM中，每个符号代表4比特的信息，因此可以表示16种不同的符号。

这是通过在信号空间中以不同的振幅进行组合来实现的。

相位调制：16QAM还涉及到相位调制，其中相邻符号之间的相位差是45度。

这样的相位差使得在信号空间中16个符号可以均匀分布，方便区分。

调制原理：在16QAM中，每个符号表示4比特的信息，因此有16个可能的符号。

这16个符号被分布在信号空间的16个点上，形成一个4x4的矩阵。

每个点的位置由其对应的振幅和相位确定。

带宽效率：16QAM相较于一些低阶的调制方案，如QPSK （Quadrature Phase Shift Keying），具有更高的带宽效率。

这意味着它可以在给定带宽下传输更多的数据。

误码率和灵敏度：由于16QAM中每个符号代表更多的比特，它对信道质量的要求更高。

在高信噪比的情况下，16QAM可以提供较高的数据传输速率，但在噪声较大的情况下，容易发生误码。

总的来说，16QAM是一种通过振幅和相位来调制数字信号的调制方案，适用于需要高带宽效率的通信系统，但对信道质量的要求也相应较高。

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