通信软件课程设计报告基于SystemView的正交幅度调制16QAM仿真实验.doc

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1、 实习题目指导教师职 称学生姓名学 号日 期实习题目指导教师职 称学生姓名学 号日 期通信软件课程设计报告实习题目指导教师职 称学生姓名学 号日 期设计题目基于SystemView的正交幅度调制16QAM仿真实验指导教师职称姓 名学 号日 期 基于SYSTEM VIEW 的正交幅度调制16QAM仿真实验 XXXXXXXX 200X级X班 XXXXX XXXXXXX 指导老师 XXXX 讲师摘要 本文提出了在SystemView仿真环境下，实现正交幅度调制16QAM的调制解调仿真。QAM就是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同频调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。由于采用了

2、幅度调制与解调，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。关键词 SystemView 正交幅度调制 解调1. 设计任务及主要技术指标和要求根据所选的题目建立相应的数学模型。在SystemView 仿真环境下，从各种功能库中选取，拖动可视化图符，组建系统，在信号源图符库，算子图符，函数图符库，信号接收器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符托到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。设置，调整参数，实现系统模拟。设置观察窗口，分析模拟数据和波形。2. 概述 由于通信信道受频道限制，多年来，人们不断探索提高频带利用率的措施，包括M 进制（M2）调制方式的研究。一般说，多进制的AM和PM都能够

3、在相同的频带内以更快的速率来传送信息。但是，M进制技术能够提高频带利用率是以其功率利用率为代价的。因为随着M值增加，信号空间图中的各点最小距离减小，相应的判决区也减小，因而，当信号受噪声干扰时，接收信号的错误率也增大了。振幅相位联合键控(APK)在M较大的情况下，不仅可以提高系统的频带利用率，而且还能获得较好的功率利用率，且设备组成也比较简单。选择信号的不同振幅，不同相位，进行不同的组合安排，可获得各类APK信号。QAM就是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同频调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。由于采用了幅度调制与解调，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。但

4、16QAM不属于恒定包络调制方式，因而不适用于具有非线性部件的信道。3. 工作原理3.1 16QAM调制原理116QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种调制大的有点在于信息传输速率高。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。16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。16QAM第i个信号的表达式为：Si(t)=Aicos(w0t+i) i=1,2,1616QAM的产生有两种方法：(1)正交调幅法：它是用两路正交的4电平ASK信号迭加而成。(2)复合相移法：它是

5、用两路独立的4电平PSK信号迭加而成。3.2 16QAM解调原理116QAM信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交相干解调，一路与coswct相乘，一路与sinwct相乘。然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号。16QAM正交相干解调器如图所示： 图1 16QAM解调原理图4. 开发环境及其介绍4.1 开发环境： SystemView5.04.2 软件介绍2 (1)SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路和通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理，滤波器设计到复杂的通信系

6、统等不同层的设计，仿真要求。 (2)SystemView借助大家熟悉的Windows窗口环境，以模块化合交互式的界面，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。 (3)使用SystemView时，用户只关心项目的设计思想和过程，用鼠标点击图标即可完成复杂通信系统的设计、仿真、测试，而不用花费太多的精力去通过编程来建立通信仿真模型。4.3 SystemView的特点 : （1）能仿真大量的应用系统开放友好的用户界面（2）快速方便的动态系统设计与仿真（3）在报告中方便的加入System View 的结论（4）提供基于组织结构图方式的设计（5）多速率系统和并行系统的设计（6）完备的滤波器和线性系统设计（7）

7、先进的信号分析和数据块处理（8）可扩展性（9）完善的自我诊断能力5. 设计步骤及数据说明5.1调制器设计 图2 16QAM调制器仿真设计图5.2解调器设计 图3 16QAM解调器仿真设计图5.3系统及图符参数设置： 表(1) 系统及图符参数图标序号图标名称参数设置0,1基带信号：伪随机序列Source:PN Seq Amp=1v Offset=0v Rate=50Hz Levels=4 Phase=0 deg2,3,8,9乘法器4,10载波：正弦波发生器Source:PN Seq Amp=1v Freq=1000Hz Phase=0 deg Output0=Sine Output1=Cosin

8、e5加法器11,12模拟低通滤波器Operator:Linear Sys Butterworth LowpassIIR 3 Poles Fc=275Hz Quant Bits=None Init Cndtn=Transient6,7,13,14,15,16,17观察点：分析窗 5.4 运行时间设置 系统运行时间=1.5秒 采样频率=20，000Hz6. 电路总体说明 图6-1 正交幅度调制16QAM调制解调原理框图正交振幅调制的一般表达式为: Y(t)=Amcoswct+Bmsinwct 0tTs上式由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅Am、Bm所调制，故称这种调制方式为正交振幅

9、调制。式中，Ts为码元宽度：m=1,2,3,M, M为Am和Bm的电平数。 图6-2 正交幅度调制16QAM仿真图7. 设计结果及其分析7.1两路输入信号本实验的输入信号为两个4ASK信号。Ai=+1,-1,+0.5,-0.5 i=1,2,3,4; Bi=+1,-1,+0.5,-0.5 i=1,2,3,4; 图7.1.1 输入信号(1) 图7.1.2 输入信号(2)7.2已调信号表达式：y(t)=Amcoswct+Bmsinwct 图7.2 16QAM已调信号7.3解调信号 图7.3.1 解调信号(1) 图7.3.2 解调信号(2)分析：解调输出后波形与信号输入的波形基本保持一致，虽有一点延迟

10、和失真的现象但并不影响实验的仿真效果。8. 小结(通过课程设计收获和心得)课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，通过课程设计我们能够比较系统的了解理论知识，把理论和实践相结合，并且用到生活当中。在做设计的过程中总会出现各种问题，在这种情况下我们都会努力寻求最佳路径解决问题，无形间提高了我们的动手，动脑能力，并且同学之间还能相互探讨问题，研究解决方案，增进大家的团队意识。通过课程设计也道了，我们平时所学的知识如果不加以实践的话等于纸上谈兵。课程设计主要是我们理论知识的延伸，它的目的主要是要在设计中发现

11、问题，并且自己要能找到解决问题的方案，形成一种独立的意识。我们还能从设计中检验我们所学的理论知识到底有多少，巩固我们已经学会的，不断学习我们所遗漏的新知识，把这门课学的扎实。通过此次课程设计，我学到16QAM通信系统的设计与仿真。通过仿真系统，能够深刻理解通信系统的原理和具体实现法案，而且通过实际课程设计，积累了宝贵的实践经验，掌握了SystemView仿真软件的操作。在本次课程设计中得到XXX老师的精心指导，在此表示衷心的感谢！参考文献1 李建东、梯云、国扬.移动通信（第四版）.西安电子科技大学出版社 .2006年7月2 内蒙古师范大学计算机与信息工程学院课程设计评价记录课程名称 通信软件课

12、程设计设计题目基于SystemView的正交幅度调制16QAM仿真实验学生信息姓名：乌云通拉嘎 学号：200618406专业：通信工程 年级： 2006级 班级：6班指导教师姓名： 俞宗佐 职称：讲师评分模块评分项目权值评分总结报告及平时成绩撰写课程设计总结报告态度5查阅文献的自学能力5综合运用本课程所学知识能力10分析、安装、调试的能力10对仪器设施正确使用方法10熟悉元器件程度5独立分析和解决问题的能力5出勤情况10答辩成绩是否对整体设计原理清楚5是否能敏捷的回答老师提出的问题10是否掌握各元器件的功能和用途10是否能够熟练应用所用设备15总分指导教师的评语指导教师签字： 2010年7月 日