基于MATLAB 的M-QAM调制及相干解调的设计与仿真通信原理课程设计

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1、通信原理课程设计报告题目：基于MATLAB的M-QAM调制及相干解调的设计与仿真班级：通信工程1411姓名：杨仕浩(2014111347）解博文(2014111321）介子豪(2014111322）指导老师：罗倩倩成绩：日期：2016年12月21日基于MATLAB的M-QAM调制及相干解调的设计与仿真摘要：正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用。本次课程设计主要运用MATLAB软件对M=16进制正交幅度调制系统进行了仿真，从理论上验证16进制正交幅度调制系统工作原理，为实际应用和科

2、学合理地设计正交幅度调制系统,提供了便捷、高效、直观的重要方法。实验及仿真的结果证明，多进制正交幅度调制解调易于实现，且性能良好，是未来通信技术的主要研究方向之一，并有广阔的应用前景。关键词：正交幅度调制系统；MATLAB；仿真目录1引言21.1课程设计的目的21.2课程设计的基本任务和要求21.3仿真平台Matlab22QAM系统的介绍22.1正交幅度调制技术22.2QAM调制解调原理22.3QAM的误码率性能23多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调原理框图24基于MATLAB的多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调设计与仿真24.1系

3、统设计24.2随机信号的生成24.3星座图映射24.4波形成形（平方根升余弦滤波器）24.5调制24.6加入高斯白噪声之后解调25仿真结果及分析26总结与体会26.1总结26.2心得体会2【参考文献】2附录21引言本次课程设计主要运用MATLAB软件进行程序编写。实现模拟基带信号经QAM调制与相干解调的传输过程，通过分析比较调制解调输出波形以及功率谱特征，理解QAM调制解调原理。1.1课程设计的目的通信原理课程设计的目的是使我们加深对所学的通信原理知识的理解，扎实掌握通信原理的基础知识和基本理论，增强分析问题和解决问题的能力，培养学生专业素质，提高

4、其利用通信原理知识处理通信系统问题的能力，为今后专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。1.2课程设计的基本任务和要求（1）设计出规定的数字通信系统的结构，包括信源，调制，发送滤波器模块，信道，接受滤波器模块以及信宿；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，用Matlab/Simulink实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析（波形图和频谱图等）；1.3仿真平台MatlabMATLAB目前已发展成为由MATLAB语言、MATLAB工作环境、M

5、ATLAB图形处理系统、MATLAB数学函数库和MATLAB应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的系统。本次课程设计则在深入研究连续时间信号傅里叶级数分析理论知识的基础上，利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，通过MATLAB编程进行图形功能仿真，从而实现连续时间周期信号频域分析的仿真波形，包括以下内容：用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合的波形；用MATLAB实现周期信号的单边频谱及双边频谱的波形与分析；用MATLAB实现典型周期信号的频谱的波形。512QAM系统的介绍2

6、.1正交幅度调制技术正交振幅调制（QuadratureAmplitudeModulation,QAM）是一种振幅和相位联合键控。虽然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。图18PSK信号相位但是由图1可见，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，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，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：（1—1）式中：k=整数；和分别可以取多个离散值。式（1—1）

7、可以展开为：（1—2）令Xk=Akcosqk，Yk=-Aksinqk则式（1—1）变为：（1—3）和也是可以取多个离散的变量。从式（1—3）看出，可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。51在式（1—1）中，若qk值仅可以取p/4和-p/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如图2所示：图24QAM信号矢量图所以，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：Ak图316QAM信号矢量图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

8、64QAM和256QAM等QAM信号，如图4、图5所示。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。