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1、通信系统创新实验报告题目：数字基带传输系统仿真及性能分析—16QAM及循环码学院：大数据与信息工程学院专业：通信工程班级：通信112班学号：学生姓名：指导教师：＿＿＿杨平＿＿＿＿＿＿＿2014年7月11日前言数字基带传输系统就是不使用调制和解调而直接传输数字基带的系统。在实际生活中，基带传输不如频带传输那样广泛，但是基带传输的意义十分重要。随着数字通信技术的发展，基带传输也得到了很大的发展，在以后的发展中，也会大放异彩。目前，它不仅用于低速数据传输，同样用于高速数据传输。在频带传输制式里，同样存在着基带传输的问题如码
2、间干扰等。因为信道的含义是相对的，若把调制解调器包括在信道中，则频带传输就变成了基带传输。所以说基带传输是频带传输的基础。20世纪60年代出现了数字传输技术，它采用了数字信号来传递信息，从此通信进入了数字化时代。目前，通信网已基本实现了数字化，在我国公共通信网中，传输的信号主要是数字信号。数字通信的应用越来越广泛，例如数字移动通信，数字卫星通信，数字电视广播，数字光线通信，数字微波通信，数字视频通信，多媒体通信等。数字基带系统在近距离数据通信系统中有着广泛的应用，数字基带系统存在的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问
3、题。随着数字通信系统的发展，基带传输得到了良好的发展，在理论上，任何一个线性调制的频带传输系统，总是可以有一个等效的基带载波调制系统所代替，因此，很有必要对基带传输系统进行综合系统的分析一．四进制正交幅度调制(16QAM)1.1四进制正交幅度调制(16QAM)简介QAM是英文QuadratureAmplitudeModulation的简称，意为正交幅度调制，是一种数字调制方式。16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。它是把2ASK和2PSK两种调制结合起来的调制技术，使得带宽得到双倍扩展。QAM调制技术用两路独
4、立的基带信号对频率相同、相位正交的两个载波进行抑制载波双边带调幅，并将已调信号加在一起进行传输。nQAM代表n个状态的正交调幅，一般有二进制（4QAM）、四进制（16QAM）、八进制（64QAM）。我们需要得到多进制的QAM信号，需将二进制信号转换为m电平的多进制信号，然后进行正交调制，最后相加输出。如图1.1所示。图1.1QAM信号产生原理图1.2四进制正交幅度调制(16QAM)基本原理本设计主要研究四进制（16QAM）正交幅度调制。四进制正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。16QAM的产生有2种方法：（1）正
5、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；（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。这里主要采用正交调幅法进行调制。如图所示。16QAM信号用正交相干解调方法进行解调，通过解调器将16QAM信号进行正交相干解调后，用低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，输出抽样判决后可恢复出的两路独立电平信号，最后将多电平码元与二进制码元间的关系进行2/m转换，将电平信号转换为二进制信号，经并/串变换后恢复出原二进制基带信号。如图所示。二．四进制正交幅度调制(16QAM)仿真四进制正交幅度调制(1
6、6QAM)仿真程序流程图正交幅度调制（16QAM）仿真程序流程图如图所示。四进制正交幅度调制(16QAM)仿真波形图输入的二进制随机比特流与16QAM信号序列如图所示。16QAM调制信号波形如图所示16QAM信号系列的星座图以及含白噪声的信号星座图如图5.6所示。现用矩形信号星座图16QAM通信系统进行蒙特卡洛仿真。用均匀随机数发生器产生一个对应4位b1b2b3b4共有16种可能的信息符号序列。将符号映射位相应的信号点，信号的坐标为[msmcAA,],用两个高斯噪声发生器产生噪声分量[scnn,]。假设信道相移为0,
7、。接收到的信号加噪声分量为[smscmcnAnA++,]。 判决器的距离量度由下式决定： 2),(mmsrsrD-= m=1,2,3....M ffffcossin2,sincos1],2,1[scmsscmcnnArnnArrrr++=-+== ),(mssmcsmAEAEs= m=1,2,3.....M 并且选择最接近接收向量r的信号点。计错器记录判决到的序列错误符号数。 用MATLAB进行仿真 程序清单如下： echo on SNRindB1=0:2:15; SNRindB2=0:0.1:15;
8、 M=16; k=log2(M); for i=1:length(SNRindB1), smld_err_prb(i)=qammoto(SNRindB1(i)); end; for i=1:length(SNRindB2), SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10;theo_err_prb(i)=4*Qfunt(sqr
