基于MATLAB的QAM调制解调技术研究
2 SIMULINK概述
2. 1 SMULINK简介
Simulink是MATLAB的软件的重要组成部分，但是simulink与MATLAB还是有着一定的区别的，总体而言simulink作为一个仿真软件它具有相对独立的功能模块和使用方法。它作为对动态系统进行建模、仿真与分析的一款软件，是支持线性和非线性系统、连续和离散时间系统等，它可以与其他组件配合就能使用他的扩展功能。若与相关的工具箱与模块结合，可以完成各种复杂的动态系统仿真。 2.1.1 Simulink的特点
简单地说，Simulink的特点如下所示： 1. 以直观的方式建模
2.能够快速、准确地进行设计模拟 3.将复杂的仿真系统分层表达 4. 基于矩阵的数值计算 5. 高级编程语言 6. 图形与可视化
7.增添定制模块元件和用户代码 8. 丰富的数据 I/O 工具 9. 提供与其它高级语言的接口
2. 2 Simulink模块库介绍
2.2.1 Simulink的基本模块库介绍
Simulink 模块库按其功能可分为以下8类子库： 1.连续系统模块（Continuous） continuous.mdl
该模块含有信号传输延时、微分环节、把前一步的输入延迟后输出、传递函数、零极点模型、状态方程、积分环节、按第二个输入指定时间将第一个输入延时等模块。
2.离散系统模块（Discrete） discrete.mdl
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该模块主要有离散滤波器、离散零极点模型，延时一个周期、离散时间积分、离散状态方程、零阶保持器、离散传递函数、采样保持、一阶保持器等模块。
3.数学运算模块（ Math ） math.mdl
该模块包含关系运算、取整函数、点击、常量增益、矩阵增益、数字运算函数、三角函数、求最大值、根据模和辐角得到复数、符号函数、对输出求积或商、逻辑真值表、逻辑运算、对输入代数求和、求复数的模和辐角、求绝对值或复数的模、强制输入信号为零等模块。
4.信号与系统模块（ Signal&Systems ） sigsys.mdl
该模块同样含有很多子模块，有设置信号的初始值、把适量分成标量或小的矢量、检查输入信号的宽度、选择输出元素、把输入信号合并成输出信号、从指定的数据存储器读取数据、函数调用发生器、从输入中选择信号、把矢量或标量组合成大的矢量、检测输入信号的零交叉点等模块。
5.接收器模块（ Sinks ） sinks.mdl
该模块有示波器、输出到当前工作空间变量、两个信号关系图、保存到文件、实时数值显示、输入不为0时间停止仿真等。
6.输入源模块（ Sources ） sources.mdl
该模块向用户提供了多种输入源，其中主要有高斯分布的正弦波、线性增加或减小的信号、带限白噪声、随机信号、信号发生器、阶跃信号等。 2.2.2 Simulink简单模型的建立
1.Simulink仿真系统的建立
（1）建立系统模型：我们要根据本次仿真的需求以及SIMULINK的功能来选择如何搭建我们所需要的模块
（2）模块参数设置：按原理编辑完成系统模块图后，再对其各个模块进行详细设置。
参数的设置步骤：1）双击模块打开参数设置的对话框 2）设置仿真需要的参数
（3）系统仿真参数设置分析:Simulink默认的仿真起始时间是0，仿真结束时间是10s。
（4）设置完成模块和系统仿真参数后，就可以开始进行仿真（仿真前要先打开
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Scope模块一边实时查看系统的仿真结果）。
2.Simulink的常用模块
（1）示波器模块：示波器模块（scope），可以用图形的方式查看模块中的信号 （2）信号构造模块：模型的一次仿真可能需要多个输入信号，而模型的验证一般有需要用多组不同的实验信号进行多次仿真。
（3）逻辑控制模块：它位于simulink->Port&Subsystems字库，用它们可以实现C语言中的for,if-else,seitch,xhile等功能。
3.Simulink的自定义功能模块
在Simulink中自定义模块（和模块库）的创建：
（1）把现有的模块图利用模型编辑器封装到子系统中形成一个自定义功能模块。 （2）直接编写S函数（及编写包含模块系统函数的M文件或MEX文件），并把该S文件函数模块（位于Simulink子库）关联起来形成自定义功能模块。
2.2.3 Simulink参数设置 1.设置仿真的参数和选择解法器
设置仿真的参数和选择解法器，为了对动态系统仿真进行正确的仿真与分析，除了必须正确的设置各个模块大的参数外还必须正确设置系统的仿真参数：
(1)Solver页：设置仿真的起始时间（Start time)和停止时间(Stop time) (2)Workspace I/O页:从MATLAB里获取输入信号或初始状态：把仿真结果（是指仿真系统输出、系统的状态和最终状态、时间向量等）输入到MATLAB工作空间，它的输出格式可以是数组或者是结构。
(3)Diagnostics页：诊断页是用来处理仿真中所遇到的一切非正常现象。 选择仿真求解器：默认连续模型和混合模型使用ode45，离散模型使用discrete，对刚性问题可尝试用ode15；设置变长求解器的最大、最小、和初始步长，或者设置定步长求解器的固定步长；设置绝对和相对容差。（auto初始值）
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3 仿真的实现与分析
3.1模拟调制的介绍
在本设计的前部分对QAM的调制解调过程与其基本原理进行了解和简单的分析，并且对QAM信号进行的特性进行简单的分析说明，自己也学习了simulink一些基本的知识，基本的能完成本次设计中仿真部分的基本操作。因为本设计主要研究16QAM信号的一些性质，而QAM调制是幅度和相位控制的结合，所以下面先就幅度调制和相位调制进行简单的介绍： 3.1.1 幅度调制（AM）
AM的过程就是先用调制信号去控制高频载波的幅度，使高频载波的幅度随调制信号呈线性变化。
AM信号表达式为：
SAM（t）?[A0?m（t）]coswct （3-1） 3.1.2 相位调制
相位调制是一种非线性调制方式，它在这个调制过程中整个过程它的载波幅度是恒定不变的，PM信号的表达式为：
SPM（t）?Acos[wct?Kpm(t)] （3-2）
3.2 16 QAM调制解调
3.2.1 仿真框图
16QAM系统的调制解调框图如图4-6所示，我认为采用该解调方式的优点是原理较为清晰，易于理解和掌握。下面根据我们已知的QAM调制解调原理和下图所示框图在matlab软件中simulink环境下仿真出16QAM的调制系统，并且依据该条直接过对现有的系统进行改进，尽可能的使仿真系统更加理想完善。仿真结果更加清晰明了。
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脉冲成形滤波器gT（t）cos2?fctAmc振荡器二进制数据串并转换器+待发送QAM信号90°相移脉冲成形滤波器gT（t）sin2?fctAms
抽样判决器位同步器抽样判决器 图 3-1 QAM调制器的功能框图
acRb/22-4电平转换器I(t)cos(wct)LPFwcRb/2并串变换器二进制信息串并变换器abcdRb/2+90°移向2-4电平转换器载波同步器sin(wct)LPFRb/2bdQ(t) 图3-2 16QAM的调制解调框
我们将本次仿真的总体框架结构出示如下：
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