西安邮电大学
毕业设计(论文)开题报告
通信与信息工程学院 院（系） 通信工程 专业 级 班
课题名称：基于Matlab的QAM调制解调 技术研究
指导教师：
报告日期： 2014年3月11日
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1．本课题所涉及的问题及应用现状综述 在现代通信中，提高频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。近年来，随着通信业务需求的迅速增长，寻找频谱利用率高的数字调制方式已成为数字通信系统设计、研究的主要目标之一。为了提高其性能，人们对这些数字调制体制不断加以改进提出了多种新的调制解调机体。这些新的调制解调体制，各有所长分别在不同的方面有其优势。正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一种频谱利用率很高的调制方式，正交振幅调制是二进制的PSK、四进制的QPSK调制的进一步推广，通过相位和振幅的联合控制，可以得到更高频谱效率的调制方式，从而可在限定的频带内传输更高速率的数据。 正交振幅调制在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。在移动通信中，随着微蜂窝和微微蜂窝的出现，使得信道传输特性发生了很大变化。 过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也引起人们的重视。QAM数字调制器作为DVB系统的前端设备，接收来自编码器、复用器、DVB网关、视频服务器等设备的TS流，进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送，同时也可根据需要选择中频输出。它以其灵活的配置和优越的性能指标，广泛的应用于数字有线电视传输领域和数字MMDS系统。 作为国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式之一，正交振幅调制（QAM）在移动通信中频谱利用率一直是人们关注的焦点之一，随着微蜂窝（Microcell）和微微蜂窝（Picocell）系统的出现，使得信道的传输特性发生了很大变化，接收机和发射机之间通常具有很强的支达分量，以往在蜂窝系统中不能应用的但频谱利用率很高的WAM已引起人们的重视，许多学者已对16QAM及其它变型的QAM在PCN中的应用进行了广泛深入地研究。 本文论述了适用于数字通信系统的正交幅度调制解调方式。实际的通信系统是一个功能结构相当复杂的系统，对于这个系统作出的任何改变都可能影响到整个系统的性能和稳定。而Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。Simulink作为Matlab提供的用于对动态系统进行建模、仿真和分析的工具包，提供了仿真所需的信源编码、纠错编码、信道、调制解调以及其它所用的全部库函数和模块。可见，不管对任何复杂的通信系统，用Simulink对其仿真都是一个不错的选择。MATLAB对16QAM调制与解调过程进行仿真，并且利用MATLAB对各个模块进行仿真，而且编译了所有的仿真程序。最后用蒙特卡洛仿真给出了16QAM在加性高斯白噪声条件下的误码率。完成了一个16QAM信号的调制与解调的完整设计。 ７
2．本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析 关键问题：1.用Matlab对/16QAM/64QAM的调制与解调, 2.16QAM/64QAM生成原理,如何提高相位谱利用率转变为如何减少误差以及提高传送速率. 3.16QAM/64QAM调制解调系统实现与仿真。 4.16QAM/64QAM的抗噪声性能研究。 5.16QAM与2DPSK系统抗噪声性能比较 解决思路：1. 对16QAM调制解调系统基本原理进行了较为深入地理解与分析，并且根据其原理构建了Simulink的仿真模型。 2. 较为熟悉地掌握了Matlab/Simulink软件在通信系统设计与仿真的基本步骤与方法。 3. 利用Matlab/Simulink 实现了16QAM调制与解调系统的设计，实现与仿真，并得到相应的调制解调波形，发现解调信号波形与输入信号波形存在一定时延，所以该系统的实时性有不足，但并不影响对误码率的检测，以及系统能够的抗噪声性能。 4. 对16QAM调制解调系统的抗噪声性能进行分析，通过仿真得到了16QAM系统的误码率曲线，曲线趋势与理论曲线基本一致。 5. 将16QAM调制解调系统与2DPSK系统的抗噪声性能进行对比，获得了他们两者的误码率曲线，进行比较，发现16QAM的抗噪声性能不如2DPSK，这是与理论相符的，也即，当信噪比一定的情况下，M越大，误码率Pe也越大。 从仿真过程看，在相同信噪比的条件下，16QAM的加性白噪声的功率远大于2DPSK的加性白噪声的功率，故16QAM调制解调系统一般工作在大信噪比的环境下，其误码率将很小，也就是说，两个系统在同等噪声条件下，16QAM的抗噪声性能是相当优越的。 可行性分析：本文是设计是基于Simulink的QAM调制实现的。首先介绍QAM调制解调系统的基本原理，然后介绍了实现通信方针的应用软件Simulink的库的基本知识及系统建模与仿真的基本操作。重点是以16QAM调制解调系统为例，根据其调制解调原理系统框图，在Simulink环境下建立各个模块的模型图，如串并转换模块,2/4电频转换模块等，设置参数并进行仿真。实现QAM系统的调制与解调，并得到了各模块的波形图，调制解调波形图，以及信号在加噪后的星型图及眼图而在信号变换条件下，得到166QAM系统的误码率。最后，在做一个2DPSK系统设计与仿真后，将他与16QAM系统进行比较，并得到16QAM是一种相对优越的调制解调系统这一结论。
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3．完成本课题的工作方案 1. 2014.3.3-2014.3.17 搜集整理与毕业设计课题相关的资料，学习相关资料，主要是调制解调的相关知识，特别是正交振幅调制即QAM调制。 2.2014.3.18-2014.3.25 学习MATLAB语言编程方法，simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中,通过simulink实现通信仿真，对QAM与matlab有一个系统的认识 。 3.2014.3.26-2014.4.7 研究用MATLAB语言仿真分析QAM调制解调的方法，撰写开题报告。 4.2014.4.8-2014.5.19 在MATLAB环境下设计一个16QAM调制解调系统，并对系统进行仿真分析，并对16QAM与2DPSK系统抗噪声性能比较。 5.2014.5.20-2014.6.8 总结前面的工作和整理所有资料，撰写毕业论文并完成英文资料的翻译。 6.2014.6.9-2014.6.15 继续完善毕业论文，反复修改和补充，准备答辩。 4．指导教师审阅意见 指导教师(签字)： 年 月 日 说明：
本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。
西安邮电大学毕业设计 (论文)成绩评定表 ９
学生姓名 课题名称 毕业设计（论文）时间 性别 男 学号 专 业班 级 课题 通信工类型 程 难一度 般 基于MATLAB的QAM调制解调技术研究 2014 年 3 月 3 日～ 6 月 15 日 指导教师 (职称 讲师 ) 课题任务 论文 (千字)； 设计、计算说明书 (千字)； 图纸 (张)； 完成情况 其它(含附件)： 指导教师意见 评 阅 教 师 意见 验 收 小 组 意 见 分项得分：开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分； 论文撰写（规范） 分； 学习态度 分； 外文翻译 分 指导教师审阅成绩： 指导教师(签字)： 2014 年 月 日 分项得分：选题 分； 开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分； 论文撰写（规范） 分； 外文翻译 分 评阅成绩： 评阅教师(签字)： 2014 年 月 日 分项得分：准备情况 分； 毕业设计（论文）质量 分； （操作）回答问题 分 验收成绩： 验收教师(组长)(签字)： 2014 年 月 日 １０