软件无线电台qam调制解调算法实现及仿真

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1、软件无线电台QAM调制解调算法实现与仿真摘要：本文论述了适用于数字微波系统的权数字正交幅度调制解调方式，并根据星座图的形状指出了16QAM，64QAM（星座图为矩形）与32QAM，128QAM（星座图为十字形）再调制与解调方法上的区别，最后用ADS（AdvancedDesignSystem）对16QAM，32QAM，64QAM，128QAM全数字调制与解调过程进行仿真，实验证明，全数字正交幅度调制解调易于实现，且性能良好。关键词：软件无线电，QAM，调制解调，星座图，误码率 1引言顾名思义，软件无线电台就是软件控制的无线电收发信机，它的所有工作处理过程和工作参数都应该是由软件来定义和

2、控制，而不是像传统无线电那样由硬件来确定。从这个意义上来说，软件无线电台就是要将数字信号处理技术应用于天线端的射频（rf）信号处理，亦即将宽带A/D和D/A变换器尽可能靠近天线端使用，而且其功能及各种工作参数都可以通过软件来定义，所以，有人又将之称作为软件定义的无线电台（sdr）。数字振幅调制、数字频率调制何数字相位调制十数字调制的基础，然而，这3种数字调制方式都存在不足之处。如频谱利用率低、抗多径衰落能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等。为了改善这些不足，几十年来人们不断提出易些新的数字调治解调技术，以适应各种通信系统的要求。其主要研究内容围绕减小信号带宽以提高频谱利用率，提高功率

3、利用以增强抗干扰性能等。正交幅度调制解调（quadratureamplitudemodulationanddemodulation）就是一种高效的数字调制解调方式，他在中、大容量数字微波系统、有线电视网络高数据传输、卫星通信等领域被广泛应用。单独使用振幅何相位携带信息时，不能最充分利用信号平面，这可由矢量图中信号矢量端点的分布直观观察到。多进制振幅调制时，矢量端点在一条轴上分布；多进制相位调制时，矢量点在一个圆上分布，这可能在不减小最小距离的情况下，增加信号的端点数。基于上述概念引出的振幅与相位结合的调制方式被称为数字复合调制方式，一般的复合调制称为幅相键控（APK），两个正交载波幅

4、相键控称为正交振幅调制（QAN）。它是2个已调正交载波信号的和。在电路实践中，正交载波可用同相载波经移相后得到，所以取负号。g(t)为系统的单位脉冲响应，取幅度为1，xk，yk分别表示所要传输的二路多电频信号第k个码元的值，ts是一个码元的持续时间，c是载波角频率。2调制原理在理想状态下，M—QAM的M个载波状态可以调制log2M个比特，如16QAM的载波状态最多可调制一个4b的信号，也就是说M—QAM的频谱利用率为log2Mb/s/Hz。目前星座图里的样点数，例如16QAM，确定QAM的类型，16个样点表示这是16QAM信号，星座图里每个样点表示一种状态。16QAM有16态，每位规

5、定16态中的一态。16QAM中规定了16种载波幅度和相位的组合，16QAM的每个符号或周期传送4b。解调器根据星座图及接受到载波信号的幅度和相位来判断发送端发送的信息比特。16QAM也是二维调制技术，在实现时也采用正交调幅的方式，某星座点在1坐标上的投影取调制同相载波的幅度，在Q坐标上的投影去调制正交载波的幅度，然后将两个调幅信号相加就是所需的调相信号。可见星座点数越大，在一个周期内可传送的数据比特数就越多，频谱利用率就越高。16QAM，32QAM，64QAM，128QAM的频谱利用率理论值分别为4，5，6，7（单位：b/s/Hz）。此处的频谱利用率理论值是指当传输信号的频谱为理想低

6、通频谱时所实现的频谱效率，但在实际应用中达不到这一理论效率，因为在实际应用中传输信号通常采用升余玄滚降波形，它所实现的频谱效率要比理论效率下降一个滚降系数a倍。16QAM，32QAM，64QAM，128QAM的星座图：当M=16或64时星座图为矩形，二M=32或128时则为十字形。前者M为2的偶次方，即每个符号携带偶数个比特信息；后者M为2的奇次方，每个符号携带奇数个比特信息。每个符号可分解为X，Y两个分量，常标为同相分量和正交分量，即1，Q分量。2.1QAM正交振幅调制(QuadratureAmplitudeModulation) QAM调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线

7、电视电缆传输。在美国，正交调幅通常用在地面微波链路，不用于国内卫星，欧洲的电缆数字电视采用QAM调制，而加拿大的卫星是采用正交调幅。PSK只利用了载波的相位，它所有的星座点只能分布在半径相同的圆周上。当星座点较多时，星座点之间的最小距离就会很密，非常容易受到噪声干扰的影响。调制技术的可靠性可由相邻星座点之间的最小距离来衡量，最小距离越大，抵抗噪声等干扰的能力越强，当然前提是信号的平均功率相同。当噪声等干扰的幅度小于最小距离的1/2时，解调器不会错判，即不会