QAM调制解调原理

电路基础原理数字信号的调制与解调数字信号的调制与解调是电路基础原理中的重要概念。

调制是将数字信号转化为模拟信号的过程，解调则是将模拟信号还原为数字信号的过程。

本文将介绍数字信号的调制与解调原理及其应用。

一、调制的基本原理调制是为了将数字信号传输到远距离时，能够克服传输噪声、提高信号质量而进行的一种技术。

数字信号经过调制后，会转化为模拟信号，其特点是连续的波形。

1.频移键控调制(FSK)FSK是一种基本的数字信号调制方式，它通过改变信号的频率来表示不同的数字。

在FSK中，使用两个频率来分别代表二进制的0和1。

2.相移键控调制(PSK)PSK是一种通过改变信号的相位来表示不同的数字的调制方式。

在PSK中，使用不同的相位来表示二进制的0和1。

3.正交幅度调制(QAM)QAM是一种通过改变信号的振幅和相位来表示不同的数字的调制方式。

在QAM中，通过改变信号的振幅和相位的组合来表示多个二进制数字。

二、解调的基本原理解调是将模拟信号还原为数字信号的过程，其目的是还原接收到的信号，以便后续的数字信号处理。

1.频移解调频移解调是将经过FSK调制的信号还原回数字信号的过程。

解调器需要检测接收到的信号的频率，并根据频率的不同判断出二进制的0和1。

2.相移解调相移解调是将经过PSK调制的信号还原为数字信号的过程。

解调器需要检测接收到信号的相位，并根据相位的变化来判断出二进制的0和1。

3.幅度解调幅度解调是将经过QAM调制的信号还原为数字信号的过程。

解调器需要测量接收到信号的振幅和相位，并根据这些信息来判断出二进制的0和1。

三、调制与解调的应用调制与解调技术广泛应用于通信领域，特别是在无线通信中。

1.无线电广播无线电广播使用调制技术将音频信号转化为无线电信号，并通过无线电波传输到接收器中，然后通过解调技术将无线电信号还原为音频信号。

2.移动通信移动通信中的调制与解调技术被用于将数字信号通过无线电信道传输，以实现声音、图像和数据的无线传输。

基于MATLAB的QAM调制解调实现学生姓名：张平凡指导老师：吴志敏摘要: 此次课程设计的主要内容为利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现QAM的调制解调，，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。

通过此次课设，我加深了关于正交调幅方面的理论知识，加强了MATLAB软件的操作能力，对以后的实验操作打下了基础。

此次课程设计，旨在提高自己的MATLAB软件编程能力，自学能力，对资料的收集.理解以及总结的能力。

在此次课程设计中，我依托MATLAB为平台，编程实现QAM 调制解调的实现，并将相关图形绘制出来，进一步巩固了对课本知识的理解。

关键词: MATLAB; 正交振幅调制; 频谱利用率; 调制与解调;1. 引言在现代通信中，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。

为了提高其性能，人们对这些数字调制体制不断加以改进提出了多种新的调制解调机体。

这些新的调制解调体制，各有所长分别在不同的方面有其优势。

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，正交振幅调制是二进制的PSK、四进制的QPSK调制的进一步推广，通过相位和振幅的联合控制，可以得到更高频谱效率的调制方式，从而可在限定的频带内传输更高速率的数据【1】。

通信原理通信工程的一门重要的专业课，调制与解调又是通信的精髓，调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号，QAM(正交振幅调制)是一种振幅和相位联合键控，在MPSK体制中，随着M 的增大，相位相邻相位的距离逐渐缩小，使噪声容限随之减小，使误码率难于保证，为了改善在M大的噪声容限，发展出了QAM体制【2】。

单载波qam参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述单载波QAM（Quadrature Amplitude Modulation）是一种常见的数字调制技术，被广泛应用于无线通信系统中。

它通过调节载波的振幅和相位来传输数字信息，具有高效利用频谱资源、提高传输速率的优点。

在无线通信领域，单载波QAM的参数选择对系统的性能有重要影响。

本文将从单载波QAM的基本概念、参数选择和性能分析三个方面对其进行深入探讨。

首先，我们将介绍单载波QAM的基本概念，包括其调制原理、调制方式和调制解调过程。

然后，我们将重点讨论单载波QAM 的参数选择，包括载波数目、调制阶数和调制误差等。

通过合理选择参数，可以提高系统的容量、抗干扰性能和误码率性能。

最后，我们将进行单载波QAM的性能分析，包括码率误差性能、功率效率和带宽效率等方面的评估。

本文的目的是系统地介绍单载波QAM的参数选择和性能分析方法，为研究人员和工程师在无线通信系统设计中提供参考。

在结论部分，我们将对文章进行总结，并给出对单载波QAM参数选择的建议，同时展望未来的研究方向。

通过深入了解单载波QAM的相关知识，我们可以更好地应用该技术，提高系统的性能和可靠性。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将按照以下结构介绍单载波QAM的相关内容：第一部分为引言部分，主要对单载波QAM的概述进行简要介绍，并阐述文章的目的。

第二部分为正文部分，分为三个小节进行阐述：2.1 单载波QAM的基本概念：该部分将介绍单载波QAM的基础概念，涵盖其定义、特点以及基本原理等方面内容。

2.2 单载波QAM的参数选择：该部分将讨论单载波QAM的参数选择问题，包括调制阶数的选择、载波间隔的确定以及功率分配策略等方面内容。

2.3 单载波QAM的性能分析：该部分将对单载波QAM的性能进行详细分析，包括误码率性能、带宽效率以及抗噪声等方面内容。

第三部分为结论部分，主要总结本文的研究内容，给出对单载波QAM 的参数选择的建议，并展望了未来研究的发展方向。

一、设计任务任务：使用 MATLAB 软件，实现对 QAM 系统调制与解调过程的仿真，并分析系统的可靠性。

二、实验内容（1）对原始信号分别进行 4QAM 和 16QAM 调制，画出星座图；（2）采用高斯信道传输信号，画出信噪比为 13dB 时，4QAM 和 16QAM 的接收信号星座图；（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。

摘要正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在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使用。

由于信道资源越来越紧张，许多数据传输场合二进制数字调制已无法满足需要。

为了在有限信道带宽中高速率地传输数据，可以采用多进制(M进制，M>2)调制方式，MPSK则是经常使用的调制方式，由于MPSK的信号点分布在圆周上，没有最充分地利用信号平面，随着M值的增大，信号最小距离急剧减小，影响了信号的抗干扰能力。

MQAM称为多进制正交幅度调制，它是一种信号幅度与相位结合的数字调制方式，信号点不是限制在圆周上，而是均匀地分布在信号平面上，是一种最小信号距离最大化原则的典型运用，从而使得在同样M值和信号功率条件下，具有比MPSK更高的抗干扰能力。

关键词：QAM 调制解调星座图误码率目录摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。

前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。

一基本原理 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

1.1硬件方面 ......................................................................................... 错误！未定义书签。

基于FPGA的16QAM调制解调器的实现组员：目录摘要3一、QAM调制原理3二、QAM的解调原理4三、16QAM调制器的实现51 系统总体框图 52 时钟分频 63 串并转换 64 差分编码和星座映射 65 DDS和线性加法器7四、QAM解调模块设计71 低通滤波器模块设计72 采样判决模块设计8五、16QAM调制器的仿真结果9四、附录121 顶层模块122 时钟分频模块133 串并转换模块144 差分模块和星座映射模块155 DDS 和加法器模块176 testbench 源程序227 用matlab 进行频谱分析23摘要QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是一种新的调制技术，它在调制过程中利用了相位和幅度两维空间资源，比只利用单一维度空间资源的PSK 和ASK 调制方式频谱利用率高，不仅如此，QAM 的星座点比PSK 的星座点更分散，星座点之间的距离因此更大，所以能提供更好的传输性能。

随着第三代移动通信的兴起，传输容量增大，多进制正交幅度调制MQAM (Multiple Quadrature Amplitude Modulation)将得到更加广泛的运用。

本文主要研究了基于FPGA 的16QAM 调制与解调的实现。

首先说明了QAM 调制和解调的原理，然后对各系统组成模块分析与仿真之后提出基于FPGA 的16QAM 调制与解调的总体设计方案。

最后用Verilog 语言编写程序完成了整个系统的仿真，并对编好的程序其进行了编译调试。

文中详细介绍了载波恢复、正交相干解调、FIR 低通滤波器和采样判决的基本原理和设计方法。

关键词：正交相干解调，混频，FPGA ，QAM一、QAM 调制原理正交幅度调制(QAM)是一种把数字信息包含在载波的振幅和相位中的数字调制方式，也是ASK 和PSK 的结合。

式(1)表示了QAM 信号，它还可用式(2)来表示在QAM 中是如何结合幅度和相位调制的。