基于qam调制的无线衰落信道的性能分析与仿真_毕设论文.doc

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1、*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2013年秋季学期《通信系统综合训练》题目：基于QAM调制的无线衰落信道的性能分析与仿真专业班级：通信工程（1）班姓名：学号：指导教师：成绩：36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，首先介绍了QAM调制解调原理以及无线衰

2、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36目录摘要1前言3一基本原理41.1QAM调制解调原理41.1.1QAM调制原理41.1.2QAM的解调和判决原理51.1.3QAM的误码性能6二无线衰落信道的特征82.1瑞利衰落信道82.2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114.116QAM调制信号114.1.1信号源114.1.2串并转换114.1.32

3、-4电平转换124.1.4增加载波134.1.5调制信号形成144.216QAM调制信号的噪声叠加154.316QAM解调模块的建立与仿真154.3.1滤波器164.3.2抽样判决和4-2电平转换164.3.3并串转换174.4无线衰落信道性能分析184.4.116QAM抗噪声性能仿真18总结20参考文献21附录22致谢3636前言随着通信业迅速的发展，传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求，而可用频谱资源有限，业不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。另外，人们亦不能满足通信单一的语音服务，希望能利用

4、移动电话进行图像等多媒体信息的通信。但由于图像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图像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。他们使用无线通信技术的方式和他们自身的工作一

5、样都在不断地更新。但是在无线信道中存在着衰落现象，这将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成为一个关键问题。36一基本原理1.1QAM调制解调原理1.1.1QAM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。正交幅度调制（QAM）信号采用了两个正交载波，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

6、1-1M=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）36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1-2QAM调制器框图1.1.2QAM的解调和

7、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。36图1-3QAM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

8、（1-7）和式（1-8）所示：（1-7）（1-8）其中nc和ns分别表示为式（1-9）和式（1-10）所示：（1-9）（1-10）噪声分量是均值为0，方差为的互不相关的高斯随机变量。最佳判决器计算距离量度表示为（1-11）式所示：（1-11）1.1.3QAM的误码性能矩形QAM信号星座最突出的优点就是容易产生PAM信号可直接加到两个正交载波相位