報告題目16qam調製與解調系統的設計
二○一四～二○一五學年第二學期
學號 12160110
姓名王晶晶
班級通訊q1241
指導老師田浩
資訊工程學院
一.設計指標要求 2
1.1設計任務 2
1.2設計要求 2
二.設計原理 2
2.1 16qam調製解調原理及其框圖說明 2
三.systemview的16qam調製解調系統設計的實現方案 4
3.1 systemview軟體介紹 4
3.2 16qam調製解調**電路 5
3.2.1**電路的引數設定 5
3.2.216qam調製解調的**電路圖 5
3.2.3**電路圖中各個模組設計及其引數 6
四.**結果及其分析。 8
4.1 **的電路圖各個輸出波形 8
4.2 根據波形圖對結果的分析 11
五.設計總結 12
通過此綜合設計，加深基本理論知識的理解，加強理論聯絡實際，增強動手能力，提高通訊系統**的設計技能。
1）基帶訊號為振幅0.8v，頻率10hz的二進位製雙極性隨機pn序列；
2）正弦載波訊號頻率為50hz，振幅1v；
3）保證串/並變換、並/串變換的正確性；
4）對完成的系統進行效能**，加入高斯白雜訊，分析其輸出效能；
5）產生16qam星座圖
16qam即16進製制正交振幅調製，它是一種振幅/相位聯合鍵控（apk)體制。16qam的產生有2種方法：（1）正交調幅法，它是有2路正交的四電平振幅鍵控訊號疊加而成；（2）復合相移法：
它是用2路獨立的四相位移相鍵控訊號疊加而成。16qam訊號的振幅和相位作為兩個獨立的參量同時受到調製。故這種訊號序列的第k個碼元可以表示為：
sk(t)=akcos(w0t+φk)
kt式中，k=整數；ak和φk分別可以取多個離散值。式(1-1)可以展開為：
sk(t)=akcosφkcosw0t-aksinφksinw0t(1-2)令xk=akcosφk （1-3）
yk=-aksinφk(1-4)
將式(1-3)和式(1-4)代入式(1-2)得：sk(t)=xkcosw0t+yksinw0t(1-5)
由上式可見，16qam訊號可以由兩路獨立的正交4ask訊號疊加而成，因此，這裡採用正交調幅法。正交幅度調製是利用多進製振幅鍵控（mask）和正交載波調製相結合產生的。
qam的調製解調框圖如下圖所示。在傳送端調製器中串/並變換使得資訊速率為rb的輸入二進位制訊號分成兩個速率為rb/2的二進位制訊號，2/l電平轉換將每個速率為rb/2的二進位制訊號變為速率為rb/（2lbl）的電平訊號，然後分別與兩個正交載波相乘，再相加後即得mqam訊號。在接收端解調器中可以採用正交的相干解調方法。
接受到的訊號分兩路進入兩個正交的載波的相干解調器，再分別進入判決器形成l進製訊號並輸出二進位制訊號，最後經並/串變換後得到基帶訊號。
。利用該軟體可以進行通訊系統的**，也可以構建一些複雜的模擬、數字和多速率系統。systemview的圖符資源十分豐富，包括基本庫和專業庫。
基本庫中有加法器、乘法器、多種訊號源、接收器、各種函式運算器等；專業庫有通訊、邏輯、數字訊號處理、射頻／模擬等特別適合於現代通訊系統設計、**和方案論證。
systemview軟體自推出以來，己經有包括清華大學、北京大學等近100所高校成為systemview的使用者。systemview是訊號級的系統**軟體，提供一種視覺化、動態的系統模式，主要用於電路與通訊系統的設計、**，是乙個強有力的動態系統分析工具，能滿足不同層次的設計、**要求。systemview以圖符庫為主，不需要寫任何**便可以實現各種系統的**。
並且最終以波形、眼圖及功率譜等形式給出具體的系統**波形，也可以給出系統的頻域及時域分析。非常形象的表現系統的具體特徵。
主要作用：利用systemview，可以構造各種複雜的模擬、數字、數模混合系統，各種多速率系統，因此，它可用於各種線性或非線性控制系統的設計和**。使用者在進行系統設計時，只需從systemview配置的圖示庫中調出有關圖示並進行引數設定，完成圖示間的連線，然後執行**操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統的**分析結果。
工具特點：systemview的庫資源十分豐富，包括含若干圖示的基本庫（mainlibrary）及專業庫(optionallibrary)，基本庫中包括多種訊號源、接收器、加法器、乘法器，各種函式運算器等；專業庫有通訊（communication）、邏輯（logic）、數字訊號處理（dsp）、射頻/模擬（rf/analog）等；它們特別適合於現代通訊系統的設計、**和方案論證，尤其適合於無線**、無繩**、尋呼機、數據機、衛星通訊等通訊系統；並可進行各種系統時域和頻域分析、譜分析，及對各種邏輯電路、射頻/模擬電路（混合器、放大器、rlc電路、運放電路等）進行理論分析和失真分析。
1） 訊號源引數設定：基帶訊號為碼元速率為19.2kb/s的隨機序列，這裡省去了2-4電平轉換，載頻設為fs=20hz。
（說明：載頻設的較低，目的主要是為了降低**時系統的抽樣率，加快**時間。）
2） 系統抽樣率設定：未得到準確的方針結果，通常方針系統的抽樣率應該大於等於10倍的載頻。本次**取10fs，即200hz。
3） 系統時間設定：通常設系統starttime=0.為能夠清洗觀察同相支路和正交支路中每個碼元波形及16qam訊號的星座圖，在**時對系統stoptime必須進行兩次設定，第一次設定一般取系統stoptime=6t-8t,這時可以清晰的觀察到同相支路和正交支路中每個碼元波形；第二次設定一般取系統stoptime=1000t-5000t這是可以清楚的觀察16qam訊號的星座圖。
16qam訊號調製解調**電路圖
（1）串並轉換
串/並轉換實現的功能是將碼元速率為19.2kb/s的**制基帶碼元序列分成兩路，其中一路訊號可通過直接用取樣頻率為9600hz的取樣器對該**制基帶碼元序列進行取樣獲得。要獲得另外一路訊號，需要先將該**制基帶碼元序列延時乙個碼元週期，再用取樣頻率為9600hz的取樣器取樣。
為了使這兩路訊號在時間上同步，還需要將第一路訊號也延時乙個碼元週期。這樣就將原**制基帶碼元序列分成兩路速率相同的四電平訊號。具體電路圖如下：
圖4-1串/並轉換模組電路圖
1）取樣器的取樣速率為9600，取樣點時間寬度為0，取樣時間偏差0.
2）取樣延遲的延遲點數為1.
（2）低通濾波
這裡的濾波器選用巴特沃斯低通濾波器，為了將本地載波濾除，從而得到基帶訊號，設定截止頻率為40khz.
圖4-2低通濾波器的引數
（3）抽樣判決
抽樣判決要實現的功能是將低通濾波輸出的不規則波形通過抽樣判決，得到規則的方波序列。如上圖所示，低通濾波輸出訊號的四個電平大致分別為：-1.
5v，-0.5v，0.5v，1.
5v.據此設計出一種判決方案，對於每一路訊號都進行三次判決。具體電路圖如下：
圖4-3抽樣判決電路圖
1）第一路訊號引數
第一次判決：閾值電壓設定為-1v，當輸入電壓大於-1v時輸出為-0.5v，否則輸出為-1.5v；
第二次判決：閾值電壓設定為0v，當輸入電壓大於0v時輸出為1v，否則輸出為0v；
第三次判決：閾值電壓設定為1v，當輸入電壓大於1v時輸出為1v，否則輸出為0v。
2）第二路訊號的判決方法同第一路訊號。
（4）並串轉換
並串轉換是串並轉換的逆過程，並串轉換的目的是將兩路四電平訊號合成一路四電平訊號，從而還原出原基帶序列。具體方法是：用乙個頻率為9600hz，脈衝寬度為其週期的一半的脈衝串分別與這兩路四電平訊號相乘進行取樣，並將第二路訊號延時乙個脈衝寬度。
然後將這兩路訊號相加，再經過取樣保持即恢復原基帶序列。具體電路圖如下
圖4-4並串轉換模組電路圖
（1）取樣脈衝串的幅度為1v，頻率為9600hz，脈衝寬度為52.08×10-6，偏置為0，相位為0。
（2）延遲器的延遲時間為52.08×10-6。
（3）取樣器的取樣速率為19200，取樣點時間寬度為0，取樣時間偏差0。
（4）取樣保持器的增益為2。
（1）基帶訊號波形
（2）串並轉換輸出波形
（3）低通濾波輸出波形
4） 判決輸出波形
(5)16qam星座圖
（1）從圖中基帶訊號波形和並串轉換輸出波形圖可以看出，最後解調出來的波形和原基帶訊號波形大致相同（有一些延時）。可見，該16qam調製與解調系統設計基本正確。
通訊原理課程設計報告
目錄第一章概述 4 第二章 systemview動態系統 軟體簡介 5 2.1 systemview系統特點 5 2.2 systemview 步驟 5 第三章課程設計內容 6 3.1 設計要求 6 3.2 2dpsk系統組成及原理簡介 7 3.3誤位元率簡介 9 第四章 模型的建立及結果分析 10...
《通訊原理》課程設計報告
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