基于QAM调制的无线衰落信道的能分析与仿真设计.docVIP

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 201年季学期 题 目QAM调制的无线衰落信道的性能分析与仿真 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 摘要 近年来，信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。但无线信道中的衰落现象，严重影响通信系统的性能，所以了解和掌握衰落信道中无线通信系统的性能是重中之重。本次课题正是基于QAM调制的无线衰落信道的性能分析与仿真，首先QAM调制解调原理以及无线衰落信道特征，其次利用Matble分析工具分析16QAM已调信号的频谱图，最后分析衰落信道下的系统的误码率，并与高斯信道下的性能进行对比。 关键词：正交振幅调制；Matble；调制解调；仿真目录 摘要 1 前言 3 一 基本原理 4 1.1QAM调制解调原理 4 1.1.1QAM调制原理 4 1.1.2QAM的解调和判决原理 5 1.1.3QAM的误码性能 6 二 无线衰落信道的特征 8 2.1瑞利衰落信道 8 2.2瑞利衰落信道基本模型 8 三 系统分析 10 四 系统设计及系统调试 11 4.1 16QAM调制信号 11 4.1.1 信号源 11 4.1.2 串并转换 11 4.1.3 2-4电平转换 12 4.1.4 增加载波 13 4.1.5 调制信号形成 14 4.2 16QAM调制信号的噪声叠加 15 4.3 16QAM解调模块的建立与仿真 15 4.3.1 滤波器 16 4.3.2 抽样判决和4-2电平转换 16 4.3.3 并串转换 17 4.4 无线衰落信道性能分析 18 4.4.1 16QAM抗噪声性能仿真 18 总结 20 参考文献 21 附录 22 致谢 36 前言 随着通信由于通信比电话需要更大的信道容量高效、可靠的数字传输系统对于数字通信系统的实现很重要，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，尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。如今每一天大约有15万人成为新的无线用户，全球范围内的无线用户数量目前已经超过2亿。这些人包括大学教授、仓库管理员、护士、商店负责人、办公室经理和卡车司机。他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样都在不断地更新。一 基本原理 1.1 QAM调制解调原理 1.1.1 QAM调制原理 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，尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。，每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。发送信号波形如图1-1所示： （1-1） 图1-1 M=16QAM信号星座图 式（1-1）中{}和{}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。例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示，该星座是通过用M＝4PAM信号对每个正交载波进行振幅调制得到的。利用PAM分别调制两个正交载波可得到矩形信号星座。 QAM 可以看成是振幅调制和相位调制的结合。因此发送的QAM信号波形可表示为（1-2）式 （1-2） 如果那么QAM方法就可以达到以符号速率同时发送个二进制数据。图1-2给出了QAM调制器的框图。 图1-2 QAM调制器框图 1.1.2 QAM的解调和判决原理 假设在信号传输中存在载波相位偏移和加性高斯噪声。因此r(t)可以表示（1-3）式： （1-3） 其中是载波相位偏移，且n(t)表示为（1-4）所示： （1-4） 将接收信号与下述两个相移函数式（1-5）和（1-6）进行相关运算 （1-5） （1-6） 如图1-3所示，相关器的输出抽样后输入判决器。使用图1-3中所示的锁相环估算接收信号的载波相位偏移，相移和对该相位偏移进行补偿。 图1-3 QAM信号的解调和判决 假设图中所示的时钟与接收信号同步，以使相关器的输出在适当的时刻及时被抽样。在这些条件下两个相关器的输出分别表示为式（1-7）和式（1-8）所示： （1-7）