华东交通大学毕业设计
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基于Simulink的16QAM调制解调模型及性能分析
4.1 16QAM 调制模块的模型建立与仿真
通过对图4-1中16QAM调制原理框图的分析，16QAM一个码元所携带的信息为log2M即4bit，是一般基带数字调制（QPSK）码元携带信息量的2倍。而且16QAM调制是由两路相互独立的信号进行调制，一个16QAM码元宽度是基础信号的2倍。以下将对系统仿真框图中的各模块进行简单的介绍： 4.1.1 信号源
本次仿真在信号源部分采用了伪随机(PN)序列发生器，我们设置基带信号码元速率19.2kbps，序列发生器的基本参数设置如下： Generator polynomial:[1 0 0 0 0 1 1] Initial states:[0 0 0 0 0 1] Output mask vector:0 Sample time:1/19200
Output data type:double
4.1.2 串并转换模块
由于系统仿真总框图涉及模块较多，为不失美观同时又能显的浅显易懂特将串并转化作成一个单独子系统而嵌入总系统中。当我们需要观察某一模块的内部框图时双击该模块即可。串并转换模块系统内部框图如图4.1.2.1所示：
图4.1.2.1 串并转换模块
取样模块由于要实现2取样，因此Downsample模块的Downsample factor K
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参数设为2，其他参数取默认值。下支路要实现先延迟后取样的功能，所以除了Downsample模块的Downsample factor K参数设为2外Tapped Delay的Number of Delays参数要设为-1.模块参数设置好并用线连好如上图所示。
如图所示，本子系统有一个输入端口和两个输出端口。先将PN序列发生器产生的伪随机序列分成两路并将其中的上支路直接按整数因子2抽取，然后进行一个单位的延时，这样便得到了原随机序列的奇数码元；对于下支路则先进行延迟然后下采样便可得到原序列的偶数码元，至此串并转换也是结束了。 假设输入In1: 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 则有 Out1: 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 Out2: 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 仿真运行后各路信号图形如图4.1.2.2所示，图中从上往下依次是串行输入、并行输出1和并行输出2的波形。
图4.1.2.2 串并转换各路信号图
由图可以知，当输入信号是上面假设分析里的In1序列时，输出1和输出2输出的序列和上面分析的Out1、Out2一致，说明设计的串并模块能够很好地实现串转并的功能。序列经串并转换之后，并行输出的每一路码元传输速率降为了原来的一半即9.6Kbps，这也正是实际运应中所要求的。和假设不同的是每一路输出信号前边都多了一个0码元单位，这是由于延迟模块所造成的。当然它们在这里同时被延迟了一个单元，但对后面各种性能的研究不会造成影响。
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4.1.3 2/4电平转换模块
对于2/4电平的转换，其实是将输入信号的4种状态（00,01,10,11）经过编码以后变为相应的4电平信号，四个电平选择-3V、-1V、1V、3V。映射关系如下表所示：
映射前数据 00 01 10 11 电平/V -3 -1 1 3 表4.1.3.1 2/4电平映射关系表
根据以上映射关系，我们可以找出映射前数据和电平之间的一个数学关系。这里输入信号为两路二进制信号，设它们为ab，则在a=1时让它输出一个幅度为2的信号，当a=0时输出幅度为-2的信号。当b=1是让它输出一个幅度为1的信号，当b=0时输出幅度为-1的信号。
当ab=00时 输出： y=-2 + -1=-3； ab=01时 y=-2 + 1=-1； ab=10时 y=2 + -1 =1； ab=11时 y=2 + 1 =3；
由上分析我们可以得出：在设计2/4电平转换模块的时候，我们需要将输入信号再次进行串并转换分为两路信号，上路信号先2取样后单位延迟得到a，得到a的值后输入Rate Transition模块，然后配合两个恒值模块作为Switch模块的输入，Switch模块的功能是当Rate Transition模块输出是高电平即1时Switch选择输出恒值2，当Rate Transition模块输出是低电平即0时Switch选择输出恒值-2。下路信号先延迟后2取样得到b，后面所实现的功能和上路信号相同，Rate Transition1模块输出是高电平即1时Switch1选择输出恒值1，Rate Transition1模块输出是低电平即1时Switch1选择输出恒值-1。把Switch和Switch1的输出相加便能得到a、b共同决定的电平输出。由此设计的模块便能实现上面表对应的映
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射关系。具体模块如图4.1.3.1所示：
图4.1.3.1 2/4 电平转换模块
各模块参数设置如下：
Constant：Constant value 2 Constant1：Constant value -2 Constant3：Constant value 1 Constant2：Constant value -1 Switch、Switch1:Criteria for passing first input u2>Threshold Threshold 0 Sample time -1 以上模块中各点的信号图如图4.1.3.2所示：
图4.1.3.2 2/4电平转换模块各点波形
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