《通信軟件》課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于SystemView的正交幅度調(diào)制16QAM仿真實(shí)驗(yàn)

1、 實(shí)習(xí)題目指導(dǎo)教師職 稱學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)日 期實(shí)習(xí)題目指導(dǎo)教師職 稱學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)日 期通信軟件課程設(shè)計(jì)報(bào)告實(shí)習(xí)題目指導(dǎo)教師職 稱學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)日 期設(shè)計(jì)題目基于systemview的正交幅度調(diào)制16qam仿真實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師職稱姓 名學(xué) 號(hào)日 期 基于system view 的正交幅度調(diào)制16qam仿真實(shí)驗(yàn) xxxxxxxx 200x級(jí)x班 xxxxx xxxxxxx 指導(dǎo)老師 xxxx 講師摘要 本文提出了在systemview仿真環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)正交幅度調(diào)制16qam的調(diào)制解調(diào)仿真。qam就是用兩路數(shù)字信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)互相正交的同頻載波進(jìn)行同頻調(diào)制，再將兩個(gè)已調(diào)的雙邊帶信號(hào)合成后進(jìn)行傳輸。由于采用了

2、幅度調(diào)制與解調(diào)，不但實(shí)現(xiàn)簡單，而且在帶寬和功率利用率上也最有效。關(guān)鍵詞 systemview 正交幅度調(diào)制 解調(diào)1. 設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)和要求根據(jù)所選的題目建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在systemview 仿真環(huán)境下，從各種功能庫中選取，拖動(dòng)可視化圖符，組建系統(tǒng)，在信號(hào)源圖符庫，算子圖符，函數(shù)圖符庫，信號(hào)接收器圖符庫中選取滿足需要的功能模塊，將其圖符托到設(shè)計(jì)窗口，按設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖組建系統(tǒng)。設(shè)置，調(diào)整參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模擬。設(shè)置觀察窗口，分析模擬數(shù)據(jù)和波形。2. 概述 由于通信信道受頻道限制，多年來，人們不斷探索提高頻帶利用率的措施，包括m 進(jìn)制（m2）調(diào)制方式的研究。一般說，多進(jìn)制的am和pm都能夠

3、在相同的頻帶內(nèi)以更快的速率來傳送信息。但是，m進(jìn)制技術(shù)能夠提高頻帶利用率是以其功率利用率為代價(jià)的。因?yàn)殡S著m值增加，信號(hào)空間圖中的各點(diǎn)最小距離減小，相應(yīng)的判決區(qū)也減小，因而，當(dāng)信號(hào)受噪聲干擾時(shí)，接收信號(hào)的錯(cuò)誤率也增大了。振幅相位聯(lián)合鍵控(apk)在m較大的情況下，不僅可以提高系統(tǒng)的頻帶利用率，而且還能獲得較好的功率利用率，且設(shè)備組成也比較簡單。選擇信號(hào)的不同振幅，不同相位，進(jìn)行不同的組合安排，可獲得各類apk信號(hào)。qam就是用兩路數(shù)字信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)互相正交的同頻載波進(jìn)行同頻調(diào)制，再將兩個(gè)已調(diào)的雙邊帶信號(hào)合成后進(jìn)行傳輸。由于采用了幅度調(diào)制與解調(diào)，不但實(shí)現(xiàn)簡單，而且在帶寬和功率利用率上也最有效。但

4、16qam不屬于恒定包絡(luò)調(diào)制方式，因而不適用于具有非線性部件的信道。3. 工作原理3.1 16qam調(diào)制原理116qam是用兩路獨(dú)立的正交4ask信號(hào)疊加而成，4ask是用多電平信號(hào)去鍵控載波而得到的信號(hào)。它是2ask體制的推廣，和2ask相比，這種調(diào)制大的有點(diǎn)在于信息傳輸速率高。正交幅度調(diào)制是利用多進(jìn)制振幅鍵控(mask)和正交載波調(diào)制相結(jié)合產(chǎn)生的。16進(jìn)制的正交振幅調(diào)制是一種振幅相位聯(lián)合鍵控信號(hào)。16qam第i個(gè)信號(hào)的表達(dá)式為：si(t)=aicos(w0t+i) i=1,2,1616qam的產(chǎn)生有兩種方法：(1)正交調(diào)幅法：它是用兩路正交的4電平ask信號(hào)迭加而成。(2)復(fù)合相移法：它是

5、用兩路獨(dú)立的4電平psk信號(hào)迭加而成。3.2 16qam解調(diào)原理116qam信號(hào)采取正交相干解調(diào)的方法解調(diào)，解調(diào)器首先對(duì)收到的16qam信號(hào)進(jìn)行正交相干解調(diào)，一路與coswct相乘，一路與sinwct相乘。然后經(jīng)過低通濾波器，低通濾波器lpf濾除乘法器產(chǎn)生的高頻分量，獲得有用信號(hào)。16qam正交相干解調(diào)器如圖所示： 圖1 16qam解調(diào)原理圖4. 開發(fā)環(huán)境及其介紹4.1 開發(fā)環(huán)境： systemview5.04.2 軟件介紹2 (1)systemview是一個(gè)信號(hào)級(jí)的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路和通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真，是一個(gè)強(qiáng)有力的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析工具，能滿足從數(shù)字信號(hào)處理，濾波器設(shè)計(jì)到復(fù)雜的通信系

6、統(tǒng)等不同層的設(shè)計(jì)，仿真要求。 (2)systemview借助大家熟悉的windows窗口環(huán)境，以模塊化合交互式的界面，為用戶提供了一個(gè)嵌入式的分析引擎。 (3)使用systemview時(shí)，用戶只關(guān)心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想和過程，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)即可完成復(fù)雜通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試，而不用花費(fèi)太多的精力去通過編程來建立通信仿真模型。4.3 systemview的特點(diǎn) : （1）能仿真大量的應(yīng)用系統(tǒng)開放友好的用戶界面（2）快速方便的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真（3）在報(bào)告中方便的加入system view 的結(jié)論（4）提供基于組織結(jié)構(gòu)圖方式的設(shè)計(jì)（5）多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（6）完備的濾波器和線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)（7）

7、先進(jìn)的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)塊處理（8）可擴(kuò)展性（9）完善的自我診斷能力5. 設(shè)計(jì)步驟及數(shù)據(jù)說明5.1調(diào)制器設(shè)計(jì) 圖2 16qam調(diào)制器仿真設(shè)計(jì)圖5.2解調(diào)器設(shè)計(jì) 圖3 16qam解調(diào)器仿真設(shè)計(jì)圖5.3系統(tǒng)及圖符參數(shù)設(shè)置： 表(1) 系統(tǒng)及圖符參數(shù)圖標(biāo)序號(hào)圖標(biāo)名稱參數(shù)設(shè)置0,1基帶信號(hào)：偽隨機(jī)序列source:pn seq amp=1v offset=0v rate=50hz levels=4 phase=0 deg2,3,8,9乘法器4,10載波：正弦波發(fā)生器source:pn seq amp=1v freq=1000hz phase=0 deg output0=sine output1=cosin

8、e5加法器11,12模擬低通濾波器operator:linear sys butterworth lowpassiir 3 poles fc=275hz quant bits=none init cndtn=transient6,7,13,14,15,16,17觀察點(diǎn)：分析窗 5.4 運(yùn)行時(shí)間設(shè)置 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間=1.5秒 采樣頻率=20，000hz6. 電路總體說明 圖6-1 正交幅度調(diào)制16qam調(diào)制解調(diào)原理框圖正交振幅調(diào)制的一般表達(dá)式為: y(t)=amcoswct+bmsinwct 0tts上式由兩個(gè)相互正交的載波構(gòu)成，每個(gè)載波被一組離散的振幅am、bm所調(diào)制，故稱這種調(diào)制方式為正交振幅

9、調(diào)制。式中，ts為碼元寬度：m=1,2,3,m, m為am和bm的電平數(shù)。 圖6-2 正交幅度調(diào)制16qam仿真圖7. 設(shè)計(jì)結(jié)果及其分析7.1兩路輸入信號(hào)本實(shí)驗(yàn)的輸入信號(hào)為兩個(gè)4ask信號(hào)。ai=+1,-1,+0.5,-0.5 i=1,2,3,4; bi=+1,-1,+0.5,-0.5 i=1,2,3,4; 圖7.1.1 輸入信號(hào)(1) 圖7.1.2 輸入信號(hào)(2)7.2已調(diào)信號(hào)表達(dá)式：y(t)=amcoswct+bmsinwct 圖7.2 16qam已調(diào)信號(hào)7.3解調(diào)信號(hào) 圖7.3.1 解調(diào)信號(hào)(1) 圖7.3.2 解調(diào)信號(hào)(2)分析：解調(diào)輸出后波形與信號(hào)輸入的波形基本保持一致，雖有一點(diǎn)延遲

10、和失真的現(xiàn)象但并不影響實(shí)驗(yàn)的仿真效果。8. 小結(jié)(通過課程設(shè)計(jì)收獲和心得)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，通過課程設(shè)計(jì)我們能夠比較系統(tǒng)的了解理論知識(shí)，把理論和實(shí)踐相結(jié)合，并且用到生活當(dāng)中。在做設(shè)計(jì)的過程中總會(huì)出現(xiàn)各種問題，在這種情況下我們都會(huì)努力尋求最佳路徑解決問題，無形間提高了我們的動(dòng)手，動(dòng)腦能力，并且同學(xué)之間還能相互探討問題，研究解決方案，增進(jìn)大家的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。通過課程設(shè)計(jì)也道了，我們平時(shí)所學(xué)的知識(shí)如果不加以實(shí)踐的話等于紙上談兵。課程設(shè)計(jì)主要是我們理論知識(shí)的延伸，它的目的主要是要在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)

11、問題，并且自己要能找到解決問題的方案，形成一種獨(dú)立的意識(shí)。我們還能從設(shè)計(jì)中檢驗(yàn)我們所學(xué)的理論知識(shí)到底有多少，鞏固我們已經(jīng)學(xué)會(huì)的，不斷學(xué)習(xí)我們所遺漏的新知識(shí)，把這門課學(xué)的扎實(shí)。通過此次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到16qam通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。通過仿真系統(tǒng)，能夠深刻理解通信系統(tǒng)的原理和具體實(shí)現(xiàn)法案，而且通過實(shí)際課程設(shè)計(jì)，積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，掌握了systemview仿真軟件的操作。在本次課程設(shè)計(jì)中得到xxx老師的精心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1 李建東、梯云、國揚(yáng).移動(dòng)通信（第四版）.西安電子科技大學(xué)出版社 .2006年7月2 內(nèi)蒙古師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)記錄課程名稱 通信軟件課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目基于systemview的正交幅度調(diào)制16qam仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)生信息姓名：烏云通拉嘎 學(xué)號(hào)：200618406專業(yè)：通信工程 年級(jí)： 2006級(jí) 班級(jí)：6班指導(dǎo)教師姓名： 俞宗佐 職稱：講師評(píng)分模塊評(píng)分項(xiàng)目權(quán)值評(píng)分總結(jié)報(bào)告及平時(shí)成績撰寫