基于Systemview的16QAM系统仿真设计与分析

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。

淮海工学院课程设计报告书课程名称：通信系统的计算机仿真设计题目：16QAM通信系统性能分析与MATLAB仿真系（院）：电子工程学院学期：2013-2014-2专业班级：姓名：学号：评语：成绩：签名：日期：基于Matlab的16QAM通信系统的设计与仿真1绪论1.1 研究背景与研究意义应用MATLAB的编程方法和功能模块可以搭建各种仿真系统，还可以应用丰富的时间域、频率域、相位域的仿真测量仪器。

许多新一代通信系统的系统级仿真程序出现在MATLAB软件的演示实例中，这使得学习的效率大为提高，对技术与系统的理解已经从概念深入到电路方案和选取层面。

Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境。

Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。

QAM（Quadrature Amplitude Modulation）：正交振幅调制。

正交振幅调制，这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。

QAM是数字信号的一种调制方式，在调制过程中，同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频带利用率。

正交调幅是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法，因此会双倍扩展有效带宽。

正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。

1.2 课程设计的目的和任务随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，频带利用率问题越来越被人们关注。

在频谱资源非常有限的今天，传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。

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。

首先介绍了QAM调制解调原理，提出了一种基于MATLAB的16QAM 系统调制解调方案，包括串并转换，2-4电平转换，抽样判决，4-2电平转换和并串转换子系统的设计，对16QAM的星座图和调制解调进行了仿真，并对系统性能进行了分析，进而证明16QAM调制技术的优越性。

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。

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。

《通信软件》课程设计报告设计题目基于SystemView的正交幅度调制16QAM仿真实验指导教师职称姓名学号日期基于SYSTEM VIEW 的正交幅度调制16QAM仿真实验XXXXXXXX 200X级X班XXXXX XXXXXXX指导老师XXXX 讲师摘要本文提出了在SystemView仿真环境下，实现正交幅度调制16QAM的调制解调仿真。

QAM就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频调制，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，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。

关键词SystemView 正交幅度调制解调1.设计任务及主要技术指标和要求根据所选的题目建立相应的数学模型。

在SystemView 仿真环境下，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，函数图符库，信号接收器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符托到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。

设置，调整参数，实现系统模拟。

设置观察窗口，分析模拟数据和波形。

2.概述由于通信信道受频道限制，多年来，人们不断探索提高频带利用率的措施，包括M 进制（M>2）调制方式的研究。

一般说，多进制的AM和PM都能够在相同的频带内以更快的速率来传送信息。

但是，M进制技术能够提高频带利用率是以其功率利用率为代价的。

因为随着M值增加，信号空间图中的各点最小距离减小，相应的判决区也减小，因而，当信号受噪声干扰时，接收信号的错误率也增大了。

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，而且还能获得较好的功率利用率，且设备组成也比较简单。

选择信号的不同振幅，不同相位，进行不同的组合安排，可获得各类APK信号。

QAM就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频调制，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，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。

16QAM 调制系统仿真1.QAM 简介正交幅度调制（QAM ，Quadrature Amplitude Modulation ）是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。

这两个载波通常是相位差为90度（π/2）的正弦波，因此被称作正交载波。

这种调制方式因此而得名。

QAM 是一种振幅和相位联合键控。

MPSK 和MDPSK 等相移键控的带宽和功率方面都具有优势，即带宽占用小和比特噪声比要求低。

但是，在MPSK 体制中，随着M 的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，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。

在QAM 中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。

这种信号的一个码元可以表示为0()cos() (1)k k k s t A t kT t k Tωθ=+<≤+ （2—1） 式中：k=整数；k A 和k θ分别可以取多个离散值。

式（2—1）可以展开为00()cos cos sin sin k k k k k s t A t A tθωθω=- （2—2） 令 Xk = Akcos θk ， Yk = -Aksin θk则式（2—1）变为00()cos sin k k k s t X t Y t ωω=+ （2—3）k X 和k Y 也是可以取多个离散的变量。

从式（2—3）看出，()k s t 可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。

在式（2—1）中，若θk 值仅可以取π/4和-π/4，Ak 值仅可以取+A 和-A ，则此QAM 信号就成为QPSK 信号，如下图所示：所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。

有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：图中用黑点表示每个码元的位置，并且示出它是由两个正交矢量合成的。

类似地，有64QAM 和256QAM等QAM信号，它们总称为MQAM ，调制。

由于从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。

基于systemview仿真课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握SystemView仿真基本原理和方法，培养学生运用SystemView进行系统设计和分析的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解SystemView软件的基本功能和操作界面。

（2）掌握SystemView中的信号处理基本模块及其功能。

（3）熟悉SystemView仿真的基本流程和技巧。

2.技能目标：（1）能够运用SystemView搭建简单的信号处理系统。

（2）能够对搭建的系统进行仿真分析，并获取相应的结果。

（3）能够根据仿真结果对系统性能进行分析和优化。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对系统设计和分析的兴趣，提高学生的动手实践能力。

（2）培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下三个方面：1.SystemView软件的基本功能和操作界面：介绍SystemView的启动、界面布局、基本操作等。

2.SystemView中的信号处理基本模块及其功能：讲解信号发生器、滤波器、放大器等基本模块的功能和应用。

3.SystemView仿真的基本流程和技巧：包括系统搭建、参数设置、仿真运行、结果分析等环节。

三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解SystemView软件的基本功能、信号处理基本模块及其功能。

2.案例分析法：通过分析具体案例，让学生掌握SystemView仿真的基本流程和技巧。

3.实验法：让学生动手实践，搭建和仿真信号处理系统，提高学生的实际操作能力。

4.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生团队合作精神和解决实际问题的能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《SystemView仿真教程》2.参考书：《数字信号处理》、《系统仿真原理》等。

3.多媒体资料：SystemView软件教程视频、仿真案例视频等。

目录引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2一、相关知识介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2(1)QAM调制解调原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3(2)QAM的解调和判决⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4二、设计内容及要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5(1)设计内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (5)(2)技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (5)(3)设计步骤及要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (5)三、程序流程图及设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯..⋯ . 5(1)程序流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯....⋯ . 5(2)设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5四、仿真结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯ . 7(1)信号接收图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ...⋯⋯⋯ .⋯ . 8(2)误码率曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.. 8五、课程设计总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯. 8六、参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯. 9附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10引言本次课程设的代码编写和仿真均基于Matlab 仿真软件。

Matlab 是矩阵实验室（ Matrix Laboratory ）的简称 , 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。

介绍了高斯信道下的16QAM误码率分析的设计方案，并着重介绍了各部分的设计思路及仿真。

整个设计配以误码率和信噪比的性能曲线图和信号接受图加以辅助说明。

设计共有三大组成部分：一是代码的编写及设计思路，本部分详细讲解了本次设计的理论实现，是关键部分；二是仿真结果及分析，这部分是为了分析设计是否合理，便于理；最后是对本次课程设计的总结。

一、相关知识介绍QAM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（ cos wt 和 sin wt ）上。

基于Systemview的16QAM系统设计
李岩;王璐;刘金松
【期刊名称】《中国新通信》
【年(卷),期】2017(019)002
【摘要】正交幅度调制实际上就是振幅和相位联合的调制的方式。

由于QAM不
能单独对一路信号进行调制，所以分成多路，从而形成多进制的QAM调制。

根据以往的验结果得出的结论是：当进制数也就是M越大，多进制QAM调制信号的
频带利用率就越高，当就是说已调信号会随着数字基带信号的变化而发生变化。

其它的数字调制系统一样，调制的信号也是随着输入的数字基带信号发生变化而变化。

【总页数】2页(P60-61)
【作者】李岩;王璐;刘金松
【作者单位】无棣县国土资源局;山东卫测地理信息科技有限公司;山东卫测地理信
息科技有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于SystemView的16QAM调制与解调 [J], 李翠华
2.基于16QAM单芯电缆高速遥传系统设计与研制 [J], 潘明宇;文强;宋建军
3.基于Quartus的16QAM调制系统设计 [J], 易阳;陈安;何雨东;宋晋
4.基于Quartus的16QAM调制系统设计 [J], 易阳;陈安;何雨东;宋晋;
5.基于Systemview的16QAM系统仿真设计与分析 [J], 杨波
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1。

课程设计目的随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，频带利用率问题越来越被人们关注.在频谱资源非常有限的今天，传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求.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.首先介绍了QAM调制解调原理，提出了一种基于MATLAB的16QAM系统调制解调方案，包括串并转换，2—4电平转换，抽样判决,4—2电平转换和并串转换子系统的设计，对16QAM的星座图和调制解调进行了仿真,并对系统性能进行了分析，进而证明16QAM调制技术的优越性。

2.课程设计要求（1）设计一个16QAM调制与解调系统。

（2)设计程序时必须使得程序尽可能的简单。

（3）利用MATLAB进行程序编写并对系统进行仿真分析。

3。

相关知识随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，新的需求层出不穷,促使新的业务不断产生,因而导致频率资源越来越紧张.在有限的带宽里要传输大量的多媒体数据,频谱利用率成为当前至关重要的课题，由于具有高频谱利用率、高功率谱密度等优势，16QAM技术被广泛应用于高速数据传输系统.在很多宽带应用领域，比如数字电视广播,Internet宽带接入,QAM 系统都得到了广泛的应用。

QAM也可用于数字调制。

数字QAM有4QAM、8QAM、16QAM、32QAM等调制方式。

其中，16QAM和32QAM广泛用于数字有线电视系统。

当今国际市场上出现了采用16QAM 调制技术的卫通调制解调器，如美国COMTECH EF DATA公司新推出的CDM—600。

该卫通调制解调器支持速率高达20Mbps[1］。

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.选择高效可行调制解调手段，对提高信号的有效性和可靠性起着至关重要的作用。

由于QAM已经成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。

毕业设计说明书基于MATLAB的16QAM通信系统仿真摘 要要随着现在的通信技术的飞速发展，特别是移动通信技术，因频谱资源的限制， 传统的通信系统容量开始不能满足目前用户需求，因此通信技术专家越来越关注频带利用率的问题。

如何提高频谱利用率以及高功率谱密度是我们追求的目标。

而正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation ，QAM )是一种振幅和相位联合键控，由于高频谱利用率和高功率谱密度等优点，它已成为了大容量数字微波、宽带无线接入和无线视频通信的一种重要技术方案。

的一种重要技术方案。

本论文先介绍了16进制的正交振幅调制信号（16QAM ）的调制解调原理，再利用MA TLAB 平台构建完整的16QAM 通信系统，实现16QAM 的调制解调系统的仿真，以及分析该系统性能。

以此证明16QAM 调制技术相对其他调制方式的优点。

调制技术相对其他调制方式的优点。

关键词：调制解调；正交振幅调制；MA TLAB 仿真仿真ABSTRACTWith the rapid development of modern communication technology, especially mobilecommunications technology, the capacity of traditional communication systems can not meet the requirements of the current user. And because of the limited spectrum resource, the problem of bandwidth efficiency is growing concerned of experts in the field of communications. So finding the way that how to improve the spectrum efficiency and high power spectral density is our goal. Quadrature amplitude modulation (QAM) with its high spectral efficiency and high power spectral density and other advantages, becomes importantto those communication application that include the large-capacity digital microwavetechnology solutions, broadband wireless access and wireless video communications, and soon.This article describes the principle of modulation and demodulation of 16QAM, thenbuilds a complete communication system of 16QAM based on MATLAB, which is to realizethe simulation of 16QAM modem system and to analyse the performance of the system.It canprove that 16QAM modulation technology is more superior than the other.Key words:modem system; qam;matlab目 录录1 1 绪论绪论................................................................... 1 1.1 1.1 课题研究的意义课题研究的意义................................................... 1 1.2 1.2 国内外研究状况国内外研究状况.................................................. 1 1.3 1.3 研究内容与章节安排研究内容与章节安排............................................... 2 2 2 课题理论基础课题理论基础........................................................... 3 2.1 2.1 调制解调的定义调制解调的定义................................................... 3 2.2 2.2 正交振幅调制正交振幅调制..................................................... 4 2.2.1 QAM 简介 ................................................... 4 2.2.2 16QAM 调制解调原理 .. (6)3 3 基于基于MATLAB 的16QAM 通信系统仿真........................................ 9 3.1 MATLAB 简介 (9)3.1.1 MATLAB 介绍 ................................................ 9 3.1.2 MATLAB 语言特点 ............................................ 9 3.2 16QAM 调制解调仿真程序流程框图 .................................. 10 3.3 3.3 调制仿真模块调制仿真模块.................................................... 11 3.3.1 3.3.1 信号源信号源.................................................... 11 3.3.2 3.3.2 串串/并变换................................................. 11 3.3.3 2-4电平转换 . (11)3.3.4 3.3.4 成形滤波器成形滤波器................................................ 12 3.3.5 3.3.5 调制调制...................................................... 14 3.3.6 3.3.6 画星座图画星座图.................................................. 15 3.4 3.4 已调信号的噪声叠加已调信号的噪声叠加 ............................................. 16 3.5 3.5 解调仿真模块解调仿真模块.................................................... 16 3.5.1 3.5.1 低通滤波器低通滤波器................................................ 16 3.5.2 4-2电平转换 .............................................. 16 3.5.3 3.5.3 并并/串变换................................................ 17 3.5.4 3.5.4 解调解调...................................................... 17 3.6 3.6 仿真结果仿真结果........................................................ 18 4 16QAM 通信系统的性能分析 . (21)4.1 16QAM 抗噪声性能 ................................................ 21 4.2 16QAM 频带利用率 ................................................ 22 4.3 16QAM 信号在AWGN 信道下的性能 ................................... 22 4.4. 16QAM 和16PSK 的性能比较 ....................................... 23 5 5 总结与展望总结与展望............................................................ 25 5.1 5.1 总结总结............................................................ 25 5.2 5.2 未来展望未来展望........................................................ 26 参考文献 ................................................................. 27 致 谢谢 ................................................................... 29 附 录：主程序录：主程序 .. (30)1 1 绪论绪论1.1 1.1 课题研究的意义课题研究的意义随着现代的通信技术的飞速发展，特别是移动通信技术，因为频谱资源的限制， 传统的通信系统的容量开始不能满足目前用户的需求，因此通信技术专家越来越关注频带利用率的问题。

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。

淮海工学院课程设计报告书课程名称：通信系统的计算机仿真设计题目：16QAM通信系统性能分析与MATLAB仿真系（院）：电子工程学院学期：2013-2014-2专业班级：姓名：学号：基于Matlab的16QAM通信系统的设计与仿真1绪论1.1 研究背景与研究意义应用MATLAB的编程方法和功能模块可以搭建各种仿真系统，还可以应用丰富的时间域、频率域、相位域的仿真测量仪器。

许多新一代通信系统的系统级仿真程序出现在MATLAB软件的演示实例中，这使得学习的效率大为提高，对技术与系统的理解已经从概念深入到电路方案和选取层面。

Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境。

Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。

QAM（Quadrature Amplitude Modulation）：正交调制。

正交振幅，这是近年来被上专家十分重视的一种信号调制方式。

QAM是数字信号的一种调制方式，在调制过程中，同时以的幅度和相位来代表不同的数字比特，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频带。

正交调幅是一种将两种调幅信号汇合到一个的方法，因此会双倍扩展有效。

正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。

1.2 课程设计的目的和任务随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，频带利用率问题越来越被人们关注。

在频谱资源非常有限的今天，传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。

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。

首先介绍了QAM调制解调原理，提出了一种基于MATLAB的16QAM 系统调制解调方案，包括串并转换，2-4电平转换，抽样判决，4-2电平转换和并串转换子系统的设计，对16QAM的星座图和调制解调进行了仿真，并对系统性能进行了分析，进而证明16QAM调制技术的优越性。

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。