现代调制解调技术及其传输特性的仿真实验

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1、内容要求1目录目录按章、节、条三级标题编写，要求标题层次清晰。目录中的标题要与正文中标题一致。2正文2．1项目概述通过工程训练，理解调制解调是通信系统中实现通信信号传输与接收的核心技术之一，掌握现代通信系统中常用的QPSK、M-QAM、OFDM等现代调制解调技术的原理、实现过程、性能分析方法等。内容：（1）调制解调原理的仿真。在Matalab中建立基于QPSK、M-QAM及OFDM调制解调技术的通信系统仿真模型，并通过该模型观察不同信道条件下发射端和接收端的星座图、误码性能。（2）无线调制解调系统仿真实验

2、。将已调制信号进行脉冲成形后加载到无线通信信道（可在matlab中采用理论上的AWGN、瑞利、莱斯、Nakagami-M等信道模型进行模拟），在接收端进行解调处理，对信号频谱、功率谱，星座图和误码性能等进行对比、分析。（3）光纤调制解调系统实验。将已调制信号进行脉冲成形后加载到实际的光纤通信信道，在接收端进行解调处理，并对信号频谱、功率谱，星座图和误码性能等进行分析。2．2报告主体2．2．1背景2．2．2项目组成一、在Matalab中建立基于QPSK、M-QAM及OFDM调制解调技术的通信系统仿真模型，并

3、通过该模型观察不同信道条件下发射端和接收端的星座图、误码性能。（一）、QPSK第33页湖南大学工程训练1QPSK原理四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。QPSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，315°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元

4、。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。图2-1QPSK相位图以π/4QPSK信号来分析当输入的数字信息为“10”码元时，输出已调载波(2-1)当输入的数字信息为“00”码元时，输出已调载波(2-2)当输入的数字信息为“01”码元时，输出已调载波(2-3)当输入的数字信息为“11”码元时，输出已调载波第33页湖南大

5、学工程训练(2-4)QPSK调制框图QPSK调制规则接收机收到某一码元的QPSK信号可表示为：yi(t)=acos(2πfct+φn)其中(2-5)第33页湖南大学工程训练QPSK解调原理分析由QPSK的解调框图得到：(2-6)(2-7)(2-8)(2-9)符号相位的极性的极性判决器输出AB++11-+01--00+-10QPSK信号解调器的判决准则第33页湖南大学工程训练QPSK通过改变已调信号的相位信息进行对数字信号的调制。设置不同的初相位来区别不同的数字码符，而其解调过程需通过相位信息进行。首先产生

6、一系列随机的01码序列，之后每两个码字分为一组进行判别、映射画出星座图，使序列通过高斯声在进行解调制，画出星座图，从中观察信噪比对于码元传输的影响。以下是QPSK采用理论上的AWGN信道模型进行的仿真第33页湖南大学工程训练（二）、M-QAM第33页湖南大学工程训练1QAM简介正交振幅调制（QAM）是一种矢量调制，它是将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号。正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）。一个信号叫I信号，另一个信号叫

7、Q信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。这样与之作幅度调制（AM）相比，其频谱利用率高出一倍。　　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。该调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（64QAM）、…，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图

8、，分别有4、16、64、…个矢量端点。目前QAM最高已达到1024QAM。样点数目越多，其传输效率越高。但并不是样点数目越多越好，随着样点数目的增加，QAM系统的误码率会逐渐增大，所以在对可靠性要求较高的环境，不能使用较多样点数目的QAM。对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。第33页湖南大学工程训练a4QAM星座图b16QAM星座图QAM采用格雷编码，采用格雷码的好处在于相邻相位所