《仿真awgn信道下的64qam传输系统论文》.docx

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1、UNIVERSITYOFSOUTHCHINA课程设计课程名称：通信原理题目编号：11题目名称：仿真AWGN信道下的64QAM传输系统专业名称：电子信息工程班级：电子1204班学号：20124470427学生姓名：贾旭东任课教师：李圣2015年12月28日南华大学电气工程学院通信原理课程设计任务书设计题目：仿真AWGN信道下的64QAM传输系统专业：电子信息工程学生姓名：贾旭东学号：20124470427起迄日期：2016年1月1日2016年1月15日指导教师：李圣系主任：陈忠泽通信原理课程设计任务书1.课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（1）技术要求1）分析64QAM

2、调制解调过程及其频谱，仿真建模64QAM调制解调系统；2）仿真其通过AWGN信道的性能。（2）工作要求：查阅参考文献，利用通信原理基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图；掌握计算机辅助设计方法，利用Matlab/Simulink、SystemviewMUltiSim、MaxPlusIIKQUartUSll等软件进行仿真设计，具备独立设计能力；熟悉通信系统的调试和测量方法；掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。不能直接从网上或其他资料下载拷贝，一旦发现雷同35%以上，则相关雷同设计的成绩都为不及格。按时完成设计报告

3、；提交的电子稿必须在附录中含有全套仿真源文件、或设计原图（电子稿是以“学生学号姓名”为命名的压缩文件）；并提交纸质设计报告书。随机抽查，并进行最后答辩。2.对课程设计成果的要求（包括图表（或实物）等硬件要求）：写出设计说明书，语言流畅简洁，文字35005000字。用软件编程语言实现时，写出详细的注释，并画出各种信号的时域频域波形，分析实验结果；硬件设计电路，需要详细分析安装调试过程，分析实验结果。仿真设计类要求有仿真流程图、调试时的电脑屏幕截图；实物设计类要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板（PCB）,器件的选择要有计算依据。3.主要参考文献：1

4、樊昌信.通信原理（第6版）M.北京：电子工业出版社,2012,12.2樊昌信,曹丽娜.通信原理教程（第3版）M.北京：国防工业出版社,2006,9.3刘学勇.详解MATLABZSimulink通信系统建模与仿真M.北京：电子工业出版社,2011,11.4张水英，徐伟强.通信原理及MATLABZSirnulink仿真M.北京：人民邮电出版社，2012,9.5赵鸿图，茅艳.通信原理MATLAB仿真教程M.北京：人民邮电出版社,2010,11.6赵静，张瑾.基于MATLAB的通信系统仿真M.北京：北京航空航天大学出版社，2010,1.7黄智伟.基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析（

5、修订版）M.北京：电子工业出版社,2011,6.4.课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容2015.12.82015.12.12查阅资料，系统方案设计2015.12.122015.12.16用编程语言或者仿真软件进行设计2015.12.162015.12.17程序、软件、实物的调试，排除故障，分析实验结果2015.12.172015.12.19分析总结，整理设计报告主指导教师李圣日期：2015年12月28日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。正交振幅调制QAM(QUadratUreAmplitudeMOdUIatiOn)调制是一种具有高频谱利

6、用率且能够灵活地根据传输环境与传输信源的不同自适应地调整其调制速率的调制技术。本文通过串并转换，2-8电平转换，抽样判决等子系统的设计，然后利用Systemview仿真平台对64QAM调制与解调系统进行建模仿真并且在加入高斯白噪声信道的情况下得到了调制端与解调端的波形图，星座图与误码率曲线。关键字：64QM;Systemview;星座图；误码率1绪论O1.1 QAM简介O1.2 Sstemview仿真软件简介O1.2.1 SyStemVieW的基本模块库介绍O1.2.2 SyStemVieW系统窗O2正交振幅调制32.1 MQAM信号的星座图表示32.2 64QAM调制原理42.3 64QAM

7、解调原理43基于Systemview的64QAM调制解调系统仿真63.1 64QAM调制模块的模型建立与仿真63.1.1 仿真过程中所遇的问题分析123.2 64QAM系统性能分析123.2.1 64QAM系统的BER曲线分析123.2.2 64QAM系统的星座图分析134总结与感悟145.1 总结145.2 感悟14参考文献151.1QAM简介提高频带利用率是现代技术研究的热点，而正交振幅调制QAM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，它更是以其灵活的配置和优越的性能指标，广泛的应用于数字有线电视传输领域

8、和数字MMDS系统(多频道微博分配系统)。正交振幅键控QAM(QUadratUreAmplitudeModUIatiOn)是一种振幅和相位联合键控。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。12SStemVieW仿真软件简介SystemVieW是由美国ELANIX公司推出的基于PC的系统设计和仿真分析的软件工具，它为用户提供了一个完整的开发设计数字信号处理(DSP)系统，通信系统，控制系统以及构造通用数字系统模型的可视化软件环境。它基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软

9、件具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数。1.2.1Systemview的基本模块库介绍SYSTEMvIEW分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视环境。分析窗口还提供一个完成系统仿真生成数据的先进的块处理操作的接收端计算器。接收端计算器块处理功能：应用DSP窗口，余切，自动关联，平均值，复杂的FFT,常量窗口，卷积，余弦，交叉关联，习惯显示，十进制，微分，除窗口,眼模式，FUNCTIONSCALE,柱状图，积分，对数基底，数量相，MAX,MIN,乘波形，乘窗口，非，覆盖

10、图，覆盖统计，解相，谱，分布图，正弦，平滑，谱密度，平方，平方根，减窗口，和波形，和窗口，正切，层叠，窗口常数。1.2.2SystemView系统窗SyStemVieW提供一种可视化、动态的系统模式。利用功能元件库中的Token来代表某一种处理过程，在SyStenIVieW系统窗口中完成系统或子系统的设计。设计的过程便是在系统窗口中从不同的元件库中选择Token,并在设计区域中连接、搭建基本系统，设置每一个Token的参数，控制系统的起始时间、中止时间、采样频率，最后从分析窗中分析结果，从而达到系统设计和分析的目的。(1)第一行菜单栏FileEditPreferencesViewNotePad

11、sConnectionsSystemTokensHelp每一级菜单都包含下拉菜单,具体功能在状态栏中均有提示。(2)第二行V工具栏包括：三清屏删除元件E删除连线II连接圃复制元件加注释中止执行0运行系统定时_j_i|I分析窗口画开子系统厘新建子系统国根轨迹波特图叟重画寓图标反转用工具条可对一组元件进行操作，其步骤如下：首先单击欲使用的工具条，再按住Ctrl键，用鼠标拖出包含一组元件的设计区，便可对一组元件进行块操作。(3)左侧竖栏为元件库一进入SyStemvieW后，显示库有SoUrCeTOken,MetaSystemToken,AdderToken,MetaSystemI/OToken,Op

12、eratorToken,MultiplierToken,SinkToken0单击元件库上方的Lib键(LibraryBUtton)可切换到剩余的元件库中。其分别有USerCode,LogicToken,ComunicationToken,RF/AnalogToken,DSPToken0利用不同的元件，我们便可组合搭接各种模拟、数字系统，并对其进行分析。(4)状态栏在系统窗口的底端是状态栏，用于显示系统模拟的状态信息或元件参数。当鼠标置于某元件上时，该元件的参数便自动显示于状态栏中。也可用鼠标右键单击元件，会弹出一消息框显示该元件的参数信息。2正交振幅调制正交振幅调制(QAM,Quadratur

13、eAmplitudeModulation)是一种相位和振幅联合调制，所谓正交振幅调制是用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频率载波进行抑制载波的双边带调制。在这种调制中，已调制载波的振幅和相位都随两个独立的基带信号变化。采用多进制正交振幅调制，可记得为MQAM(M2)。增大M可提高频率利用率，也可提高传输有效性。2.1 MQAM信号的星座图表示这种信号的一个码元可以表示成ek(t)=Akcos(wct+Ok)KTbf(Ar+l)G式中：k二整数；Ak和a分别可以取多个离散值。将上式展开为ejt(Z)=AkcosWJCoSqAksinwctsink)令Xk=AkcoskY=-Aksink则变为

14、eA(f)=XkcosWCf+YksinwctZ和Yk也是可以取多个离散值得变量。从上式可以看出巳可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。若久值仅可以取用4和力4,Ak值仅可以取+A和-A,则此QAM信号就成为QPSK信号。有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM,类似的有64QAM和256QAM等QAM信号,它们总称MQAM调制，如图所示。图2.1MQAM信号图2.2 64QAM调制原理64QAM信号的产生方法主要有两种。第一种是正交调幅法，即用两路独立的正交QASK信号叠加，形成64QAM信号，第二种方法是复合相移位法，它用两路独立的QPSK信号叠加，形成64QAM信号。本课题采用了

15、正交调幅法，调制原理方案图如2.2所示。COSVtI故波发生器电平映相成形/波小井H己信号y904和穆图2.2 64QAM调制原理方案图速率为必的基带信号X(采用格雷码)经串/并变换变成两路速率均为n2的二进制信号In和Qn,再分别经28电平映射，变成电平数为8,速率为n)(21og28),即工/6的数字信号，分别经两正交载波(COSWt和SinWt)完成抑制载波的双边带调幅(DSB-SC-AM),而后相加得到已调信号y,最后经带通滤波和功放送至信道即完成调制过程。2. 364QAM解调原理64QAM信号的解调其实就是调制的逆过程。解调的电路方案不止一种，如积分采样的方法来获得L个电平，并由此还原出二进制数码，或采用相位估计实现QAM信号解调,本仿真实验采用门限判决的正交的相干解调方法，下图2.3为64Q