北邮通信原理通原实验16QAM知识讲解
北邮通信原理通原实验16QAM知识讲解
北邮通信原理通原实验16Q A M实验二、16QAM调制一、实验目的1、学会使用SystemView观察信号的星座图与眼图，分析性能2、学习正交幅度调制解调的基本原理。
二、实验原理1、正交幅度调制QAM是由两个正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的，因此正交幅度调制是一种频谱利用率很高的调制方式。
同时利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息在一个信道中传输。
2、调制原理3、解调原理4、眼图眼图的“眼睛”的大小代表码间串扰的情况。
“眼睛”张开的越大，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。
5、星座图我们通常把信号矢量端点的分布图称为星座图。
它对于调制方式的误码率有很直观的判断。
三、实验内容1、在system view软件中做出仿真连线图。
2、设置参数，观察调制信号波形3、眼图设置：在SystemView中，在分析窗口单击图标，选择style，单击slice，并且设置合适的起点和终点的时间切片，然后选择信号后，得到眼图。
4、星座图设置：在SystemView中，在分析窗口中单击图标，选择style，单击scatter plot，在右侧的窗口中选择所需要观察的信号波形，确定，得到星座图。
5、设置无噪声和有噪声情况参数，对眼图和星座图进行对比分析。
四、实验结果1、无噪声情况下，即序列均值为0，方差为0。
原基带信号：调制信号（同向）（正交）无噪眼图：无噪星座图：2、有噪声：均值为0，方差为1 眼图（有噪）：星座图（有噪）：五、结果分析从上述实验结果图中可以看出：1、原基带信号经过调制后，同向正交都满足。
2、在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小；星座图能量较规整，误码率相对较低。
3、在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大；星座图能量杂乱，误码率较高。
4、可见，噪声对系统性能有一定影响。
六、心得体会通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了16QAM的调制与解调，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最饥饿路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。
16QAM
16QAM 在AWGN 中的误码性能【Abstract 】：This experiment QAM modulation of the system are briefly introduced, and observe demodulation method in the Matlab software in AWGN channel, spread of error performance. 【Keywords 】：16QAM 、AWGN 、Error performance 、matlab 、demodulation 【内容】：一、16QAM 基本原理QAM （Quadrature Amplitude Modulation ）即正交幅度调制，是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法。
它有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期）。
一个信号叫I 信号，另一个信号叫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。
二、16QAM 调制解调原理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，分别有4、16、64、…个矢量端点。
电平数m 和信号状态M 之间的关系是对于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。
根据上面的策略，采用了两个正交载波t f t f c c ππ2sin 2cos 和，每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。
发送信号波形如下,2sin )(2cos )()(t f t g A t f t g A t u c T m s c T m c m ππ+= M m ,...,2,1=式中{mc A }和{ms A }是电平集合，这些电平是通过将k 比特序列映射为信号振幅而获得的。
16QAM的调制与解调要点
通信专业课程设计二太原科技大学课程设计（论文）设计(论文)题目：16 QAM的调制解调姓名学号班级学院指导教师2012年 1月 4 日太原科技大学课程设计（论文）任务书学院（直属系）：电子信息工程学院时间： 2012年12月19日16QAM的调制与解调摘要随着无线通信频带日趋紧张，研究和设计自适应信道调制技术体制是建立宽带移动通信网络的关键技术之一。
正交振幅调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术,因此在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。
在移动通信中，随着微蜂窝和微微蜂窝的出现，使得信道传输特性发生了很大变化。
过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也引起了人们的重视。
本文首先简单简绍了QAM调制解调系统和Simulink的工作原理。
然后利用Simulink 对16QAM调制系统进行仿真,不但得到了信号在加噪前后的星座图、眼图，而且在信噪比变化条件下,得到了16QAM系统的误码率。
最后，在简单做了一个2DPSK系统仿真之后，将它与16QAM系统进行了比较，并得出了16QAM是一种相对优越的调制解调系统这一结论。
关键词：QAM ；SIMULINK ；仿真； 2DPSK ；误码率目录第1章绪论1.1 QAM简介在现代通信中，提高频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。
近年来，随着通信业务需求的迅速增长，寻找频谱利用率高的数字调制方式已成为数字通信系统设计、研究的主要目标之一。
正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一种频谱利用率很高的调制方式，其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。
在移动通信中，随着微蜂窝和微微蜂窝的出现，使得信道传输特性发生了很大变化。
过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也引起人们的重视。
QAM数字调制器作为DVB系统的前端设备，接收来自编码器、复用器、DVB 网关、视频服务器等设备的TS流，进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送，同时也可根据需要选择中频输出。
北邮通信原理实验 基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告-
北京邮电大学实验报告题目:基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告班级:2013211124专业:信息工程姓名:曹爽成绩:目录实验一:抽样定理 (3一、实验目的 (3二、实验要求 (3三、实验原理 (3四、实验步骤和结果 (3五、实验总结和讨论 (9实验二:验证奈奎斯特第一准则 (10一、实验目的 (10二、实验要求 (10三、实验原理 (10四、实验步骤和结果 (10五、实验总结和讨论 (19实验三:16QAM的调制与解调 (20一、实验目的 (20二、实验要求 (20三、实验原理 (20四、实验步骤和结果 (21五、实验总结和讨论 (33心得体会和实验建议 (34实验一:抽样定理一、实验目的1. 掌握抽样定理。
2. 通过时域频域波形分析系统性能。
二、实验要求改变抽样速率观察信号波形的变化。
三、实验原理一个频率限制在0f 的时间连续信号(m t ,如果以012S T f的间隔进行等间隔均匀抽样,则(m t 将被所得到的抽样值完全还原确定。
四、实验步骤和结果1. 按照图1.4.1所示连接电路,其中三个信号源设置频率值分别为10Hz 、15Hz 、20Hz ,如图1.4.2所示。
图1.4.1 连接框图图1.4.2 信号源设置,其余两个频率值设置分别为15和202.由于三个信号源最高频率为20Hz,根据奈奎斯特抽样定理,最低抽样频率应为40Hz,才能恢复出原信号,所以设置抽样脉冲为40Hz,如图1.4.3。
图1.4.3 抽样脉冲设置3.之后设置低通滤波器,设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器(其他类型的低通滤波器也可以,影响不大,截止频率设置为信号源最高频率值20Hz,如图1.4.4。
图1.4.4 滤波器设置4.为了仿真效果明显,设置系统时间如图1.4.5所示。
图1.4.5 系统时间设置5.之后开始仿真,此时选择抽样速率恰好等于奈奎斯特抽样频率,仿真结果如图1.4.6所示,图中最上面的Sink4是相加后的输入信号波形,中间的Sink8是输入信号乘以抽样脉冲之后的波形,最下面的Sink9是低通滤波恢复后的波形。
16QAM的调制与解调
目录一、设计思路及设计方案1）16QAM调制原理在16QAM中，数据信号由相互正交的两个载波合成。
16QAM是一种矢量调制，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，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt 和sinwt）上，然后两路正交信号相加得到调制信号。
2）设计思路16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM的每个符号和周期传送4比特。
16进制的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。
这里采用正交调幅法。
3）设计方案首先，伪随机码发生器产生速率为Rb的二进制序列，此二进制码流经串一并变换器将分成两个速率为Rb／2的两电平序列，2一4电平变换器将每个速率为Rb／2的两电平序列变成速率为Rb／4，4电平信号，然后分别与两个正交的载波相乘，相加后即产生QAM信号。
QAM信号的解调器同样可以采用正交的相干解调方法。
同相I路和正交Q路的4电平基带信号用判决器判决后，分别恢复出速率等于Rb／2的二进制序列，最后经并一串变换器将两路二进制序列合成一个速率为Rb的二进制序列。
二、总体电路组成与分析1）总体电路图2）总体电路分析a)参数设置：Token 17：频率：19.2kHZ 振幅：0.5V Offset:0.5V 电平：2 （即频率为19.2kHZ的由0、1两个电平构成的伪随机码）Token 18：频率: 76.8kHZ 振幅：1VToken105：高斯噪声 0.3VToken109：低通频率：70kHZToken110：低通频率：70kHZb) 电路分析：该系统主要分为调制和解调两部分，包含有串并变换子系统、2-4变换子系统、4电平判决子系统、4-2变换子系统、并串变换子系统。
16QAM的调制与解调
目录一、设计思路及设计方案 (2)1）16QAM调制原理 (2)2）设计思路 (2)3）设计方案 (3)二、总体电路组成与分析 (3)1）总体电路图 (3)2）总体电路分析 (4)三、子电路系统分析 (5)1）串并变换子系统 (5)3）四电平判决子系统 (9)4）4-2变换子系统 (11)5）串并转换子系统 (14)四、仿真波形 (16)1）调制部分 (16)2）.解调部分 (19)3）.星座图： (23)五、设计总结 (23)六、参考文献 (24)一、设计思路及设计方案1）16QAM调制原理在16QAM中，数据信号由相互正交的两个载波合成。
16QAM是一种矢量调制，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，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt和sinwt）上，然后两路正交信号相加得到调制信号。
2）设计思路16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM 的每个符号和周期传送4比特。
16进制的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。
这里采用正交调幅法。
3）设计方案首先，伪随机码发生器产生速率为Rb的二进制序列，此二进制码流经串一并变换器将分成两个速率为Rb／2的两电平序列，2一4电平变换器将每个速率为Rb／2的两电平序列变成速率为Rb／4，4电平信号，然后分别与两个正交的载波相乘，相加后即产生QAM信号。
QAM信号的解调器同样可以采用正交的相干解调方法。
同相I路和正交Q路的4电平基带信号用判决器判决后，分别恢复出速率等于Rb／2的二进制序列，最后经并一串变换器将两路二进制序列合成一个速率为Rb的二进制序列。
16qam课程设计
16qam课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解16QAM调制的基本概念，掌握其数学表达和星座图表示方法。
2. 学生能描述16QAM调制与其它调制方式（如QPSK、8PSK）的区别及联系。
3. 学生能推导16QAM信号的误码率公式，并了解其性能特点。
技能目标：1. 学生能够运用16QAM调制技术进行模拟信号的数字调制，完成信号的传输。
2. 学生能够利用相关仪器设备对16QAM信号进行捕捉、解调和分析，评估信号质量。
3. 学生能够通过实际操作，解决16QAM调制中出现的常见问题，优化系统性能。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对通信工程领域的兴趣，认识到调制技术在现代通信系统中的重要性。
2. 学生能够通过小组合作，培养团队协作意识和沟通能力，增强解决问题的信心和毅力。
3. 学生能够关注通信技术的发展趋势，认识到科技进步对国家和社会发展的贡献。
课程性质：本课程为通信原理实验课程，以理论为基础，实践为核心，旨在培养学生的实际操作能力和科技创新精神。
学生特点：高二年级学生，具备一定的物理和数学基础，对通信技术有一定了解，求知欲强，善于合作。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，关注学生个体差异，提高学生的独立思考能力和问题解决能力。
通过课程目标的具体分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得全面发展。
后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 理论知识：- 16QAM调制的基本原理及其数学描述。
- 16QAM星座图的构建与解读。
- 16QAM与QPSK、8PSK等调制方式的比较。
- 16QAM信号的误码率性能分析。
- 通信原理教材第四章第三节“数字信号的调制与解调”。
2. 实践操作：- 16QAM调制器的设计与实现。
- 16QAM信号的发生、捕捉与解调。
- 16QAM信号质量评估与性能优化。
- 实验手册第三章“数字调制实验”。
3. 教学大纲：- 第一课时：16QAM调制原理及其数学描述，解读星座图。
16QAM原理及算法的交流稿
16QAM原理与算法
DSP（digital signal processor）是一 种独特的微处理器，是以数字信号来处理大 量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号， 转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行 修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把 数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
16QAM原理与算法
数字信号处理(Digital Signal Processing，简 称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多 领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算 机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应 运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种 通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理 现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在 过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通 信等领域得到极为广泛的应用。
一个BPSK映射数为2（即：0、1），一个16QAM则是16（由 0000~1111），DSP处理的幅度及相位能力愈强，接收端表现出的码 元处理速率则越高，包络线的分布数也越多；在DSP运算下，假设在 PS域下，采用8PSK调制的单载波码速率为7.2Mbit/s，则采用16QAM 后，可支持的速率上限则为7.2*2=14.4Mbit/s。
下面以四电平的16QAM为例介绍如何对多电平基带信号进行判决并恢 复出二进制码。
1、四电平自然码逻辑 将四进制的值、自然码及按判决结果列在表1中。 表1：
16QAM原理与算法
从FEC前向纠错编码，用一个简单的D/A转换器将一对符号比特
转换成四电平信号，送入平衡调制器另一端输入RF或IF载波。用类似
16QAM原理与算 法
16QAM原理与算法
• 一、内容介绍
➢ 16QAM简介 ➢ DSP介绍 ➢ 16QAM原理图与星座图
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北邮通信原理通原实
验16Q A M
实验二、16QAM调制
一、实验目的
1、学会使用SystemView观察信号的星座图与眼图，分析性能
2、学习正交幅度调制解调的基本原理。
二、实验原理
1、正交幅度调制
QAM是由两个正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的，因此正交幅度调制是一种频谱利用率很高的调制方式。
同时利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息在一个信道中传输。
2、调制原理
3、解调原理
4、眼图
眼图的“眼睛”的大小代表码间串扰的情况。
“眼睛”张开的越大，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。
5、星座图
我们通常把信号矢量端点的分布图称为星座图。
它对于调制方式的误码率有很直观的判断。
三、实验内容
1、在system view软件中做出仿真连线图。
2、设置参数，观察调制信号波形
3、眼图设置：在SystemView中，在分析窗口单击图标，选择style，单击slice，并且设置合适的起点和终点的时间切片，然后选择信号后，得到眼图。
4、星座图设置：在SystemView中，在分析窗口中单击图标，选择style，单击scatter plot，在右侧的窗口中选择所需要观察的信号波形，确定，得到星座图。
5、设置无噪声和有噪声情况参数，对眼图和星座图进行对比分析。
四、实验结果
1、无噪声情况下，即序列均值为0，方差为0。
原基带信号：
调制信号（同向）
（正交）
无噪眼图：
无噪星座图：
2、有噪声：均值为0，方差为1 眼图（有噪）：
星座图（有噪）：
五、结果分析
从上述实验结果图中可以看出：
1、原基带信号经过调制后，同向正交都满足。
2、在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小；
星座图能量较规整，误码率相对较低。
3、在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大；
星座图能量杂乱，误码率较高。
4、可见，噪声对系统性能有一定影响。
六、心得体会
通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了16QAM的调制与解调，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最饥饿路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。
通过实验我也知道了平时所学如果不加以实践的话等于纸上谈兵。
在实验中我们对16QAM的调制解调在噪声存在与否、滤波带宽、阶数等参数进行不同设置，特别好地从不同方面、深入地理解通信的知识。