qam瑞利信道.doc

摘要 本文是对现代数字调制技术的研究，首先从现代通信的关键技术调制与解调，引出对调制解调概念的说明，然后分析了多径衰落信道的时间选择性和频率选择性，紧接着着重论述了适用于数字QAM正交幅度调制解调方式，并重点针对服从瑞利分布的多径衰落信道模型在matlab环境下进行模拟仿真，通过仿真分析了多径效应和多普勒效应对信道以及信号的影响,有助于对信道的进一步理解和掌握。 关键词：QAM；调制解调；matlab。 目录 摘要 0 一 前言 1 二 基本原理 1 2.1 正交幅度调制技术 1 2.2 QAM调制解调原理 4 2.2.1 QAM调制 4 2.2.2 QAM的解调和判决 5 2.3 瑞利衰落信道 6 2.3.1瑞利衰落信道简介 6 2.3.2瑞利衰落信道基本模型 7 2.3.3产生服从瑞利分布的路径衰落r(t) 8 2.4高斯信道 9 2.4.1高斯噪声简介 9 三 系统分析 11 3.1 正交调制原理框图 11 3.2 16QAM与16PSK调制与最佳接 12 3.2.1 16QAM调制框图： 12 3.2.2 16QAM最佳接收框图： 12 3.2.3 QAM调制解调 13 3.2.4瑞利信道仿真模块 13 四、设计与仿真 14 4.1 16QAM调制模块的建立与仿真 14 4.1.1 信号源 14 4.1.2 串并转换 14 4.1.3 2-4电平转换 15 4.1.4 增加载波 16 4.1.5 调制信号形成 17 4.2 16QAM调制信号的噪声叠加 18 4.3 16QAM解调模块的建立与仿真 18 4.3.1 滤波器 18 4.3.2 4-2电平转换 19 4.3.3 并串转换 20 4.4 误码率曲线 22 4.5 瑞利衰落信道模型分析 23 总结 24 参考文献 25 附录 26 致谢 29 一 前言 陆地移动信道的主要特征是多径传播．电波在传播过程中，到达移动台天线的信号是由多路径反射波的合成．由于电波通过各条路径的距离不同，因而反射波的到达时间、相位也各不同．不同相位的多个信号在接收端迭加，同相加强，反相减弱．使得接收端接收信号的幅度急剧变化而产生了衰落．这种衰落是由于多径现象所产生的，所以称为多径衰落．陆地移动无线信道中信号强度的骤然降低也是经常发生的，其衰落深度可达３０ｄＢ，并且衰落频率可达每秒数十次［１］．这种衰落现象严重地恶化接收信号的质量，影响通信质量的可靠性．对于数字传输来说，衰落将使比特错误率（ＢＥＲ）大大增加［２］． 当信号的多径发生在发送信号经由传播路径以不同的延迟到达接收机的时候,一般会引起数字通讯系统中的符号间干扰。而且,由不同传播路径到达的各信号分量会相互削弱,导致信号能量衰减,造成信噪比降低。多径传播导致信号在不同域中的扩展,包括角度(或空间)扩展、时延(或时间)扩展和多普勒(或频率)扩展,这些扩展对信号有显著影响。 二 基本原理 2.1 正交幅度调制技术 正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）是一种振幅和相位联合键控。虽然MPSK和MDPSK等相移键控的带宽和功率方面都具有优势，即带宽占用小和比特噪声比要求低。但是由图1-1可见，在MPSK体制中，随着 图 2-1 8PSK信号相位 M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元可以表示为 （2-1） 式中：k=整数；和分别可以取多个离散值。 式（2—1）可以展开为 （2-2） 令 Xk = Akcos(k， Yk = -Aksin(k （2-3） 则式（2—1）变为 （2-4） 和也是可以取多个离散的变量。从式（2—3）看出，可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。 在式（2—1）中，若(k值仅可以取(/4和-(/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如图1-2所示： 图2-2 4QAM