基于SimulinkMQAM调制系统设计
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课程设计报告题 目 基于Simulink 的MQAM 调制系统的设计课 程 名 称 通信原理课程设计院 部 名 称 信息技术学院专 业 通信工程班 级 通信工程学 生 姓 名 Silams学 号 xxxxxxxxxx课程设计地点 工科楼B402课程设计学时 20指 导 教 师 XXXXXX金陵科技学院教务处制课程设计题目：基于Simulink的MQAM调制系统的设计一、摘要（所进行设计工作的主旨、缘起、目的，设计工作的主要内容、过程，采用的方法及取得的成果。
关键字（Key Words）：一般3～5个，最能代表报告内容特征，或在报告起关键作用，最能说明问题的词组）正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用。
利用MATLAB7.1对QAM调制系统进行仿真，在信噪比变化条件下，得到不同进制QAM系统的错误率，为自适应调制方式选择提供了依据；同时，为实际应用和科学合理地设计正交幅度调制系统，提供了便捷、高效、直观的仿真平台。
Simulink提供了用方框图进行建模仿真的图形接口，它的存在使MATLAB的功能得到进一步的扩展，实现了可视化的建模仿真及多工作环境间文件互用和数据交换，让理论研究和工程实现有机地结合在一起。
通过我们专业课程设计掌握通信中常用的信号处理方法，能够分析简单通信系统的功能，了解通信工程专业的发展现状及发展方向。
本次专业课程设计中利用MATLAB自定义的M函数实现MQAM调制功能，更加直观的展示出MQAM调制的基带星座图。
使用MATLAB的动态仿真工具Simulink 对所建立的通信系统仿真模型进行仿真分析。
该次设计主要采用的模型库是通信系统工具----Communication Blockset，使用命令进行仿真，仿真结果在运行的同时通过图形窗口显示出不同信噪比对应的误码率，从而衡量MQAM通信系统的性能。
关键词：多进制正交振幅调制；MATLAB语言；Simulink动态仿真二、目录一、摘要 (I)二、目录....................................................... I I三、前言 (1)四、正文 (3)（一）Matlab及其Simulink (3)1.1 MATLAB概述 (3)1.2 Simulink简介 (3)（二）课程设计的原理 (6)2.1 QAM调制 (6)2.2 QAM的解调和判决 (7)2.3 QAM的误码率性能 (8)（三）实验步骤 (10)3.1正交幅度调制(8QAM)在AWGN信道传输 (10)3.2 信源模块—随机整数产生器(Random Integer Generator) .. 103.3信号的调制/解调模块—基带矩形正交幅度调制 (11)3.4信道模块—加性高斯白噪声信道(AWGN Channel) (14)3.5 信宿模块—错误率统计(Error Rate Calculation) (15)3.6仿真运行命令 (17)五、结论 (25)六、参考文献 (26)七、附录 (27)三、前言（说明本次课程设计课题意义，本课题相关技术特点，拟采用的方案或路线）通信按照传统的理解就是信息的传输。
在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的“命脉”通信作为传输信息的手段或方法，与传感技术，计算机技术相互融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。
可以预见，未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。
个人通信是人类通信的最高目标，它是用各种可能的网络技术，实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息交换。
为了实现无线个人通信，工业界、学术界和各种标准化组织都在进行着广泛深入的研究和探讨。
目前，迈向个人通信这一目标的主要系统有：低功率系统、数字蜂窝系统、移动通信系统、无线LAN/WAN、专用移动无线电和寻呼系统等。
从1928年奈奎斯特定理的提出到1937年瑞维斯发明脉冲编码调制(PCM)通信，通信技术由频分复用(FDM)发展到时分复用(TDM)，由模拟通信发展到数字通信。
利用数字通信，进一步提高了抗干扰能力，但由于当时器件的限制，未能实现，直到晶体管出现后，1950年贝尔实验室研制出实用的PCM设备，极大地促进了通信技术的新发展。
随着数字通信的发展，传码率的提高使已调信号频带更宽。
为了在一定的传码率时，传输更多的数字信息，且保证足够小的误码指标，在二进制数字技术的基础上提出了多种改进型数字调制技术。
一个二进制码元按规定是含有1bit的信息量，而一个M进制的码元含有的信息量为Cbit，如果用M 进制的数字基带信号对载波的幅度、频率和相位进行调制，可获得M 进制的ASK、FSK、和PSK信号，分别为MASK、MFSK和MPSK。
在信道传码率相同的条件下，采用多进制数字调制能使数字通信系统的传信率比用二进制数字调制提高C倍，即为相同的系统的C分之一，这样，即减少了已调信号占用的信道带宽，又增加了信道传输的数字通信路数。
在普通的多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占用小和比特信噪比要求低。
因此，MPSK 和MDPSK体制为人们所喜欢。
但是，在MPSK体制中，随着M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减少，误码率难以保证。
为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。
改进型的正交振幅调制(QAM)选择信号的不同振幅和不同相位进行不同的组合和安排，既调幅又调相。
多进制正交振幅调制方式MQAM具有很高的频谱利用率，而且在调制的进制较高时，信号矢量集的分布也比较合理，便于实现。
于是，近年来，在中、大容量数字微波通信系统中大量地采用多进制正交振幅调制MQAM载波键控方式。
我在本次专业课程设计中利用通信原理中学习的理论知识，在 Simulik 仿真平台中设计MQAM调制与解调系统，并用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化，关系系统的眼图。
利用系统性能分析方法，分析MQAM系统性能与信噪比和M的关系，并画出了曲线进行分析。
四、正文（包含所进行设计的整体内容，应包括总体设计（要包括数据结构的介绍）、详细设计、编码、测试及调试等）（一）Matlab及其Simulink1.1 MATLAB概述MATLAB的含义是矩阵实验室(MATRIX LABORATORY)，主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵。
MATLAB自问世以来,就是以数值计算称雄。
MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组(或称阵列)，这使得MATLAB高度“向量化”。
经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具。
由于它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。
MATLAB中包括了被称作工具箱(TOOLBOX)的各类应用问题的求解工具。
工具箱实际上是对MATLAB进行扩展应用的一系列MATLAB函数(称为M文件)，它可用来求解各类学科的问题，包括信号处理、图象处理、控制系统辨识、神经网络等。
随着MATLAB版本的不断升级，其所含的工具箱的功能也越来越丰富，因此，应用范围也越来越广泛，成为涉及数值分析的各类工程师不可不用的工具。
MATLAB 是一种功能强大的科学计算和工程仿真软件，它的交互式集成界面能够帮助用户快速地完成数值分析、矩阵运算、数字图像信号处理、工程与科学绘图、仿真建模、系统控制和优化等功能。
MATLAB语言采用与数学表达相同的形式，不需要传统的程序设计语言，因而不像其他高级语言那样难于掌握。
一般说来，用户可以在极短的时间内掌握MATLAB 的基础知识，并且能够初步地应用MATLAB解决简单的问题。
由于MATLAB的优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力，它已经成为科研工作和工程仿真中的高效助手。
同时，MATLAB也是国家教委重点提倡的一种计算工具。
简单概括起来，MATLAB的特点主要有：编程效率高、使用方便、扩充能力强、语句简单，内涵丰富、绘图功能便利及高效的矩阵和数组运算。
1.2 Simulink简介Simulink是Math Works公司随MATLAB一道发行的功能非常强大的动态系统建模和仿真通用软件包。
该软件为用户的建模和仿真过程提供了完善、灵活的可视化设计和调试环境，并且包含了丰富的基本功能模块库和众多专业领域的工具箱，是研究、分析和设计各种复杂系统的有利工具[4]。
Simulink是MATLAB提供的用于对动态系统进行建模、仿真和分析的工具包。
Simulink提供了专门用于显示输出信号的模块，可以在仿真过程中随时观察仿真结果。
同时，通过Simulink的存储模块，仿真数据可以方便地以各种形式保存到工作区或文件中，供用户在仿真结束之后对数据进行分析和处理。
另外，Simulink把具有特定功能的代码组织成模块的方式，并且这些模块可以组织成具有等级结构的子系统，因此具有内在的模块化设计要求。
基于上述优点，Simulink称为一种通用的仿真建模工具，广泛地应用于通信仿真、数字信号处理、模糊逻辑、神经网络、机械控制和虚拟现实等领域。
动态系统是输出信号随时间变化的系统。
要描述这种系统的特性，传统的建模方法是先对系统的输入信号和输出信号进行分析，得到它们的系统方程，然后编写程序进行仿真。
但是该种方法存在两个缺陷：首先，不够直观，缺乏足够的人机交互。
由于所有的输入信号和输出信号都被抽象成数值之间的关系，仿真表现为一种计算过程，因此难以对仿真的过程进行控制，也难以对仿真的输出数据进行直观的描述和分析。
其次，该种方法缺乏系统性，尤其是在对复杂系统的处理过程中，难以采用模块化方法，从而降低了仿真程序的可读性和可扩展性。
1.2.1Simulink的特点简言之，Simulink是MATLAB的软件组的一个工具箱，它是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具，并以MATLAB的核心数学、图形和语言为基础。
其仿真特点主要有如下几项：(1)交互建模 Simulink提供了大量的功能块，方便用户快速地建立动态系统模型，建模时只需使用鼠标拖放库中的功能块并将它们连接起来。
用户可以通过将块组成子系统建立多级模型。
对块和连接的数目没有限制。
(2)交互仿真 Simulink框图提供了交互性很强的非线性仿真环境。
用户可以通过下拉菜单执行仿真，或使用命令行进行批处理。
仿真结果可以在运行的同时通过示波器或图形窗口显示。
有了Simulink，用户可以在仿真的同时，采用交互或批处理的方式，方便地更换参数来进行“What-if”分析。
