16qam调制和解调系统的设计

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1、《通信原理及系统课程设计》报告二○一一～二○一二学年第二学期学号091603048姓名张薇班级通信Q0941电子工程系设计任务书【设计题目】16QAM调制与解调系统的设计【设计目的】通过此综合设计，加深基本理论知识的理解，加强理论联系实际，增强动手能力，提高通信系统仿真的设计技能。【设计内容】1.设计任务：利用所学通信知识，设计一个16QAM调制与解调系统，并用SystemVIEW进行仿真和分析，从而实现理论联系实际的作用。2.基本要求：（1）用码元速率为19.2Kb/s的随机序列作为实验系统的信号源；（2）用频率为76.8

2、kHz的正交信号作为实验系统的载波信号；（3）用9.6Kb/s的方波信号及其正交信号，作为抽样判决的时钟信号，抽样频率为384kHz；（4）保证串/并变换、并/串变换的正确性；（5）对完成的系统进行性能仿真，加入噪声电压，分析其输出性能。【提交要求】1.打印设计报告，内容包括：（1）设计思路及设计方案；（1）系统的基本原理框图以及每一个模块的作用；（2）系统设计过程中，每一个用到的图符中主要参数的意义；（3）每一个用到的图符主要参数的设定和设定的依据；（4）仿真系统参数改变时，给仿真结果带来的影响（如高斯白噪声信道的信噪比增

3、加，则误码率减小）；（5）仿真的结果（波形截图，总体分析评价等）。2.仿真程序（需要加注释）。目录一、设计思路5二、总体方案设计51、调制方案52、解调方案6三、总体电路图7四、模块设计及主要参数设置71、串/并转换72、低通滤波83、抽样判决94、并/串转换10五、仿真结果及分析101．仿真参数设置102、仿真结果113、仿真结果分析14六、小结15一、设计思路16QAM即16进制正交振幅调制，它是一种振幅/相位联合键控（APK)体制。16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成

4、；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。16QAM信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。故这种信号序列的第k个码元可以表示为：Sk(t)=Akcos(w0t+φk)kT

5、w0t(1-5)由上式可见，16QAM信号可以由两路独立的正交4ASK信号叠加而成，因此，这里采用正交调幅法。正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。二、总体方案设计1、调制方案为了方便产生两路4ASK信号，这里将基带信号设置成速率为Rb的四进制码元序列。然后经过串/并转换模块，将该四进制基带码元序列分成两路速率分别为Rb/2的四电平信号，再将这两路四电平信号分别与正交载波相乘，完成正交调制，两路信号叠加后产生16QAM信号。Rb/2cosw0tRb/22、解调方案16QAM信号采取正交相干解

6、调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交相干解调，一路与sinw0t相乘，一路与cosw0t相乘，然后经过低通滤波输出两路多电平基带信号A(t)和B(t)，用门限电平的判决器判决后分别恢复出两路速率为Rb/2的四进制序列。最后经并/串转换模块将两路四进制序列组合成一个四进制序列。至此，完成16QAM的解调。cosw0t一、总体电路图图3-116QAM调制与解调系统总体电路图四、模块设计及主要参数设置1、串/并转换串/并转换实现的功能是将码元速率为19.2Kb/s的四进制基带码元序列分成两路，其中一路信号可通过直

7、接用采样频率为9600HZ的采样器对该四进制基带码元序列进行采样获得。要获得另外一路信号，需要先将该四进制基带码元序列延时一个码元周期，再用采样频率为9600HZ的采样器采样。为了使这两路信号在时间上同步，还需要将第一路信号也延时一个码元周期。这样就将原四进制基带码元序列分成两路速率相同的四电平信号。具体电路图如下：图4-1串/并转换模块电路图（1）采样器的采样速率为9600，采样点时间宽度为0，采样时间偏差0.（2）采样延迟的延迟点数为1.2、低通滤波这里的滤波器选用巴特沃斯低通滤波器，为了将本地载波滤除，从而得到基带信号

8、，设置截止频率为40KHZ.图4-2低通滤波器的参数3、抽样判决抽样判决要实现的功能是将低通滤波输出的不规则波形通过抽样判决，得到规则的方波序列。如上图所示，低通滤波输出信号的四个电平大致分别为：-1.5V，-0.5V，0.5V，1.5V.据此设计出一种判决方案，对于每一路信号都进行三次判