北郵 通原軟件實驗報告 16QAM

./實驗一：16QAM調(diào)制與解調(diào)實驗?zāi)康氖煜?6QAM信號的調(diào)制與解調(diào),掌握SYSTEMVIEW軟件中,觀察眼圖與星座圖的方法。強化SYSTEMVIEW軟件的使用,增強對通信系統(tǒng)的理解。實驗原理1、16QAM16QAM是指包含16種符號的QAM調(diào)制方式。16QAM調(diào)制原理方框圖：圖一16QAM調(diào)制框圖16QAM解調(diào)原理方框圖：圖二16QAM解調(diào)框圖16QAM是用兩路獨立的正交4ASK信號疊加而成,4ASK是用多電平信號去鍵控載波而得到的信號。它是2ASK體制的推廣,和2ASK相比,這種體制的優(yōu)點在于信息傳輸速率高。正交幅度調(diào)制是利用多進制振幅鍵控〔MASK和正交載波調(diào)制相結(jié)合產(chǎn)生的。16進制的正交振幅調(diào)制是一種振幅相位聯(lián)合鍵控信號。16QAM的產(chǎn)生有2種方法：〔1正交調(diào)幅法,它是有2路正交的四電平振幅鍵控信號疊加而成；〔2復(fù)合相移法：它是用2路獨立的四相位移相鍵控信號疊加而成。在這里我們使用第一種方法。16QAM信號的星座圖：圖三16QAM星座圖上圖是16QAM的星座圖,圖中f1<t>和f2<t>是歸一化的正交基函數(shù)。各星座點等概出現(xiàn)。星座圖中最近的距離與解調(diào)誤碼率有很密切的關(guān)系。上圖中的最小距離是dmin=2。16QAM的每個星座點對應(yīng)4個比特。哪個星座點代表哪4比特,叫做星座的比特映射。通常采用格雷映射,其規(guī)則是：相鄰的星座點只差一個比特。實驗所需模塊連接圖如下所示：圖四模塊連接圖各個模塊參數(shù)設(shè)置：元件編號屬性類型參數(shù)設(shè)置0,2SourcePNseqAmp=1V；Rate=10Hz；Levels=44,13SourceSinusiodAmp=1V；Rate=100Hz12SourceGaussNoiseStdDev=0V;Mean=0V5,7,9,10Multipler——————3Adder——————17,18OperatorLinearSysButterworth,3Poles,fc=10Hz19,14,15Sink——————設(shè)置系統(tǒng)時間為20Sec〔觀察眼圖,仿真頻率1000Hz實驗步驟按照實驗所需模塊連接圖,連接各個模塊設(shè)置各個模塊的參數(shù)：信號源部分：PN序列發(fā)生器產(chǎn)生雙極性NRZ序列,頻率10HZ圖五信號源設(shè)置示意圖載頻：頻率設(shè)置為100Hz。圖六載頻發(fā)生器設(shè)置示意圖高斯噪聲：均值為0,方差為0。圖七高斯噪聲設(shè)置示意圖低通濾波器：3Poles,Fc=10Hz；圖八低通濾波器設(shè)置示意圖觀察調(diào)制波形和眼圖。逐漸加入噪聲,觀察其對眼圖和星座圖的影響改變帶寬時,通過眼圖和星座圖觀察噪聲對16QAM信號的影響實驗結(jié)果噪聲為0時,16QAM信號波形圖與星座圖圖十16QAM信號波形圖圖十一16QAM信號星座圖圖十二16QAM信號眼圖通過對無噪聲條件下,對16QAM眼圖、星座圖、波形圖的觀察,我們發(fā)現(xiàn)16QAM信號有16個離散的狀態(tài),屬于幅度與相位聯(lián)合調(diào)制。當(dāng)僅觀察I路或Q路時,我們可以發(fā)現(xiàn)這是一個4ASK信號,有四個離散的電平。當(dāng)觀察眼圖時,我們發(fā)現(xiàn)眼睛睜開很大,眼圖十分清晰,誤碼率低。逐漸改變噪聲方差噪聲方差為1,均值為0時圖十三16QAM信號眼圖與星座圖噪聲方差為3,均值為0時圖十四16QAM信號眼圖圖十五16QAM信號星座圖由上面兩個不同的噪聲方差的眼圖、星座圖的觀察可知,當(dāng)噪聲功率越大時,眼睛開的角度越小,星座圖的轉(zhuǎn)移路線也變得更加不清晰。這意味著信號收到噪聲污染越來越嚴重,解調(diào)輸出誤碼率變高。改變噪聲均值,觀察均值變化時對信號的影響當(dāng)噪聲方差為0,均值為3時圖十六16QAM眼圖與星座圖當(dāng)噪聲方差為0,均值為10時圖十七16QAM眼圖圖十八16QAM星座圖由以上所有圖比較,我們可以看出,當(dāng)系統(tǒng)噪聲增加時,方差的加大比均值的加大對系統(tǒng)的影響更大,噪聲加大會導(dǎo)致解調(diào)信號出現(xiàn)誤碼。反映在眼圖上就是眼睛閉合,反映在星座圖上就是星座圖轉(zhuǎn)移混亂。實驗討論從實驗結(jié)果可以看出,通過對無噪聲條件下,對16QAM眼圖、星座圖、波形圖的觀察,我們發(fā)現(xiàn)16QAM信號有16個離散的狀態(tài),屬于幅度與相位聯(lián)合調(diào)制。當(dāng)僅觀察I路或Q路時,我們可以發(fā)現(xiàn)這是一個4ASK信號,有四個離散的電平。當(dāng)觀察眼圖時,我們發(fā)現(xiàn)眼睛睜開很大,眼圖十分清晰,誤碼率低。通過對加入噪聲的眼圖和星座圖的觀察,可知,當(dāng)噪聲功率越大時,眼睛開的角度越小,星座圖的轉(zhuǎn)移路線也變得更加不清晰。這意味著信號收到噪聲污染越來越嚴重,解調(diào)輸出誤碼率變高。另外,當(dāng)系統(tǒng)噪聲增加時,方差的加大比均值的加大對系統(tǒng)的影響更大,噪聲加大會導(dǎo)致解調(diào)信號出現(xiàn)誤碼。反映在眼圖上就是眼睛閉合,反映在星座圖上就是星座圖轉(zhuǎn)移混亂。實驗意見與建議希望老師可以考慮加入matlab的相關(guān)實驗,據(jù)我了解,雖然SYSTEMVIEW直觀形象,易于學(xué)生理解原理的本質(zhì),但是在研究生階段,更多是使用matlab做仿真,希望可以早加入matlab實驗！希望可以加入