课程设计报告
题 目：学生姓名：学生学号：系 别：专 业：届 别：指导教师：
正交幅度调制（QAM）通信系统仿
真设计
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正交幅度调制QAM通信系统
1 课程设计的任务
(1)通过本次课程设计，理解16QAM调制原理，并仿真出16QAM调制波形以及星座图。
(2)对16QAM调制信号解调还原，并掌握16QAM解调原理。 (3)对16QAM与16PSK性能进行分析比较。 2 QAM调制研究背景及应用领域 2.1 QAM调制研究背景
正交振幅调制具有高频谱利用率、高功率谱密度、带宽利用率高等优点。在现在通信中提高频谱利用率一直是人们关注的焦点。近些年来，随着通信业务的需求的不断增长，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、研究的主要目的之一。正交振幅调制就是一种频谱利用率很高的调制方式。随着微蜂窝和微微蜂窝系统的出现，使得信道传输特性发生很大的变化，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已引起人们的注意，许多学者已对16QAM及其它变形的QAM在PCN中的应用进行了深入的研究。
QAM是幅度、相位联合调制技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下，QAM星座图可以容纳更多的星座点，即实现更高的频带利用率，目前QAM星座点最高已可达256QAM。 2.2 QAM调制应用领域
正交振幅调制在中、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的变化。过去在传统的蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也引起了人们的注意。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，同时也可以根据需求选择中频输出。它以其灵活地配置和优越的性能指标，广泛地应用于数字有线电视传输领域和数字MMDS系统。
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QAM调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。在美国，正交振幅调制常用在地面微波链路，不用于国内卫星，欧洲的电缆数字电视采用QAM调制，而加拿大的卫星采用正交幅度调制。 3 QAM调制设计原理 3.1 QAM调制原理
正交振幅调制（QAM）是一种振幅和相位的联合键控。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控制。这种信号的一个码元可以表示为：
y(t)?Amsin?c?Bmcos?c 0≤t＜Ts （3-1）
上式是由两个正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅｛Am｝、｛Bm｝所调制，故称这种调制方式为正交振幅调制。式中，Ts为码元宽度；m=1、2、3、、、M，M为电平数。
QAM中的振幅Am和Bm可以表示成：
Am?dmA （3-2） Bm?emA （3-3）
式中，A是固定振幅，（dm、em）由输入数确定。（dm、em）决定了已调QAM信号在信号空间中的坐标点[4]。
MQAM调制框图如下图1所示。在发送端调制器中串/并转换使得信号速率为Rb的输入二进制信号分成两个速率为Rb/2的二进制信号，然后由2-L电平转换将每个Rb/2的二进制序列转换成Rb/㏒2M的L电平信号，经过预调制低通滤波器，然后分别与两个正交载波相乘，这两路信号经过相加器便可得到MQAM信号[3]。
2-L电平变换LPF乘法器载波发生串/并转换90度相移加法器2-L电平变换LPF乘法器
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图1 调制原理框图
3.2 QAM解调原理
QAM解调可以用相干解调的方法来实现。其原理图如下图2所示。已调信号分别与两个正交载波相乘，分别经过低通滤波器恢复得到L电平信号，经过抽样判决后，可以恢复出原来两路为Rb/2的二进制序列，然后经过并/串转换恢复出原来的二进制序列。
乘法器LPF多电平判决L-2电平转换载波恢复并/串转换乘法器LPF多电平判决L-2电平转换
图2 QAM解调原理框图
4 QAM调制仿真测试
4.1 Systemview仿真软件基本使用原理
Sytemview是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路和通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。Sytemview的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（Main Library）及专业库（Optional Library）,基本库包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们适合现代通信系统的设计、仿真和方案论证。
启动Systemview，系统设计窗口如下图3所示
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