：正交幅度调制信号(QAM)调制解调系统的性能分析
商分编码QAM的性能分析
在移 动通信 中 ， 日益 增 长 的无 线 多 媒 体业 务 要 求更 高的 传 输 速 率 。在 无 线 频 率 资 源 紧 张 的 环 境 下， ＱＡＭ（ 正交 幅度 调ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ） 由于 有较高 的频带 利用 率 而得 到较为 广泛 的应用 。但 ＱＡＭ 在衰 落信 道 中并 不 能保证 良好 的性 能 ， 因此 对 ＱＡＭ 信 号 进 行 相 干 检测 时 ， 必须 以高 效 的 信 道 估计 和 均衡 方法 补 偿 信 道衰 落造 成 的 信 号 衰减 和 相 移 ［ ］ １ 。ＱＡＭ 星 座 图 越复 杂 ， 对信 道估计 的要求 就越 高 ， 速度 则越 慢 。而
ＱＡＭ ａ ｏ ｒｒ ｃ ｉｅ ｏ ｌｘｔ ．Ａ ｔｒＱＡＭ ｔ ｕ ｔ ｎ ｏ ｉｇ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄａ ｄ ｉ ｙ ｏ ｈ ｓｌ ｗｅ ｅ ｅｖ ｒｃ ｍｐ ｅ ｉ ｙ ｓａ— ｗｉ ｑ ｏ ｉ ｔｃ ｄｎ ｓａ ａｙ ｅ ｎ ｔ ｓ ｍｂ ｌ ｈ ｅ ｓ
ｅ ｒ ｒｒ ｔ ｎ ｆａ ａ ｌ ｉ ｈ ｆ ｄ ｎ ｈａ ｅ ｓ ｇ ｎ ｒ ｌｚ ｄ ｔ ａ ｇｅ ｏｎｓｅ ｌ ｉ ｎｓ ｒ ｏ ａ ｅ ｉ ｌ ｔｒ ｙ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ ｃ ｎｎ ｌｉ ｅ ｅ ａ ｉｅ ｏ ｌ ｒ ｒｃ ｔ ｌａｔｏ ．Ｔｈｅ ｒ ｔｃ ｌｆ ｒ ｕ ａ ｏ ｅ ｉａ ｏ ｍ ｌ
码 ＱＡＭ 在瑞 利衰落信道 的误码率 比 Ｄ Ｓ ＡＰ Ｋ低 。
关键词 ： 分编码 ； 交幅度调制 ； 利衰落信道 ； 商 正 瑞 误码 率
中 图分 类 号 ： ７ １９ ＴＮ ６ ． ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７－７ ８ ２ ０ ） ３０ ８—４ ６ １８ ９ （ ０ ６０ －１ ５０
收 稿 日期 ： ０ ６０—１ ２ ０—４２
QAM讲解
并串子系统
说明：并串子系统与前面的串并子系统相对应， 说明：并串子系统与前面的串并子系统相对应， 是前面串并过程的逆过程。 是前面串并过程的逆过程。4916PN序列频率为 序列频率为 250Hz，而后面的 序列4913频率为 ，而后面的PN序列 序列 频率为 500Hz，因此在4913的一个时钟内，4916有 ，因此在 的一个时钟内， 有 的一个时钟内 两个周期，控制电路连续运行两次，将经过与门， 两个周期，控制电路连续运行两次，将经过与门， 或门， 触发器运算后的数据有序地输出 触发器运算后的数据有序地输出， 或门，D触发器运算后的数据有序地输出，并使 整个过程输出的频率为500Hz。在这个实验中， 整个过程输出的频率为 。在这个实验中， 并串转换经历两次，将输入的250Hz变换成信 并串转换经历两次，将输入的 变换成信 源的1000Hz。 源的 。
上图为信源模块输出（黄色） 上图为信源模块输出（黄色）和最后并串转 换后（绿色）输出，可以发现两者除了幅度不同， 换后（绿色）输出，可以发现两者除了幅度不同， 图形是相同的，只是有一个延迟， 图形是相同的，只是有一个延迟，说明整个过程 是正确的。而如果要得到和信源完全一样的图形， 是正确的。而如果要得到和信源完全一样的图形， 只要在最后部分加一个增益放大模块和一个延迟 器件，选择合适参数即可得到和信源一眼的图形。 器件，选择合适参数即可得到和信源一眼的图形。
16QAM调制解调图 调制解调图
16QAM系统全图 系统全图
总模块说明：信源为PN序列，有两种电平信号， 总模块说明：信源为PN序列，有两种电平信号，经 PN序列 过串并转换后，进入二四进制转换模块， 过串并转换后，进入二四进制转换模块，该模块是把 二电平的信源信号变成4电平信号，即将0 交替组合， 二电平的信源信号变成4电平信号，即将0，1交替组合， 变成00,11,01,10,各个数据代表不同的幅度， 00,11,01,10,各个数据代表不同的幅度 变成00,11,01,10,各个数据代表不同的幅度，因为是 处理串并转换后的信号，所以要处理I路和Q 处理串并转换后的信号，所以要处理I路和Q路两路信 此时频率为信源频率的1/4 1/4。 号，此时频率为信源频率的1/4。随后的输出与载波相 进行调制，完成后将两路信号对应位置相加， 乘，进行调制，完成后将两路信号对应位置相加，经 过有高斯噪声的信道，进入接收端。 过有高斯噪声的信道，进入接收端。通过锁相环得到 载波信号，与接收到的信号进行相乘，完成解调过程。 载波信号，与接收到的信号进行相乘，完成解调过程。 再将得到的波形经过线性低通滤波器（频率设为300Hz 300Hz， 再将得到的波形经过线性低通滤波器（频率设为300Hz， 大于250Hz），进行滤波 随后将波形幅度放大2 250Hz），进行滤波， 大于250Hz），进行滤波，随后将波形幅度放大2倍， 进入四二进制转换，再进入整流模块， 进入四二进制转换，再进入整流模块，后进入并串转 随后将两路信号相加，得到总的信号， 换，随后将两路信号相加，得到总的信号，随后将信 号再次进行并串转换，得到最后的波形。 号再次进行并串转换，得到最后的波形。
基于已知特性信道的QAM系统的仿真和性能分析
Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｄ ａｕｅａ ｌｕ ｅｍｏ ｕａｉｎａ ｄｄ ｍｏ ｕａｉｎ； ｉｅ ｒＭＳ ｑ ａｉｅ ； ｈ ｎｅｓｍｂ ｌｎｅ ｅ— ｙ ｗｏ ｄ ：ｑ ａ ｒｔｒ ｍｐｉ ｄ ｄ ｌｔ ｎ ｅ ｄ ｌｔ ｔ ｏ ｏ ｌ ａ Ｅ ｅ ｕ ｌ ｒ ｔｅｉｔｒｙ ｏ ｔｒ ｒ ｎ ｚ ｉ ｆ ｅ ｃ ；ｓｇ ａ —ｔ —ｎ ｉｅ ｎ ｅ ｉｎ ｌ ｏ ｏｓ ；ｍｏ ｕａｉｎ ａ ｄ ｄ ｍｏ ｕａｉｎ ｄ ｌｔ ｎ ｅ ｄ ｌｔ ｏ ｏ
（ ａｕｙｏ ｆｒａ ｏ ｎｉｅｒ ｇａｄＡ ｔ ａｏ ，ｕｍｎ ｎ ｅ ｉ ｆ ｃ ｎｅａｄＴｃｎｌ ｙＫ ｎ ｉ ５０ １Ｃ ｉａ Ｆｃｌ ｆｎｏｍ ｔｎＥ ｇ ｅｉ ｕ ｍ ｔｎＫ ｎ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ Ｓｉ ｃ ｅｈｏ ｇ， ｕｍｎ ６０５ ，ｈ ） ｔ Ｉ ｉ ｎ ｎ ｎ ｏ ｉ ｇ ｖ ｓｙ ｅ ｎ ｏ ｇ ｎ
维普资讯
第３ 卷 第２ １ 期
２０ ０ ６年 ４月
昆 明 理 工 大 学 学 报 （理 工 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｕ ｍｉｇＵ ｉｅ ｉ ｆ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ（ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ ｏ ｒａ ｏ ｎ ｎ ￣ｖｒ ｔ ｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ Ｓｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎｌｇ ） Ｋ ｓｙ Ｓ ｅ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ａ ｉ ｈ ｏｙ ａ ｄ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｑ ａ ｒｔｒ ｍｐｉ ｄ ｄ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｍｏ ｕａｉｎ ｉ ｄ — ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｂ ｓｃ ｔｅ ｒ ｎ ｅ ｏｍａ ｃ ｆｔ ｕ ｄａｕｅ ａ ｌ ｕ ｅｍｏ ｕａｉ ｎ ｅ ｄ ｌｔ ｓ ｅ ｆ ｈ ｔ ｏ ｏ ｓｒ ｅ ．Ｔ ｒｕ ｈ ｔｅ ｋ ｏ ｈ ｎ ｅｓ ｕ ｄａｕｅ ａ ｌ ｕ ｅ ｍｏ ｕａｉｎ ａ ｄ ｄ ｍｏ ｕａｉｎ ｉ ｓｍｕａｅ ．Ｗ ｈ ｎ ｃｉ ｄ ｈ ｏ ｇ ｈ ｎ ｗｎ ｃ ａ ｎ ｌ ，ｑ ａ ｒｔｒ ｍｐｉ ｄ ｄ ｌｔ ｎ ｅ ｄ ｌｔ ｓ ｉ ｌｔｄ ｂ ｔ ｏ ｏ ｅ ｈ ｎｅｓ ｍｂ ｌｉｔｒ ｒｎ ｅｅ ｉｔ ｔ ｈ ｎ ｅｓ ｔｓ ｅ ｅｓｒ ｔ ａ ｏ ｔ ｉｅ ｒｅ ｕ ｌ ｒｏ ｃｓ ｎ—ｆｅ ｂ ｃ ｔｅｉｔｒｙ ｏ ｎｅ ｅｅ ｃ ｘｓｓｉ ｅｃ ａ ｎ ｌ，ｉ ｉ ｎ ｃ ｓａ ｄ ｐ ｎ ａ ｑ ａｉｅ ｒ ｅ ｉ ｏ ｆ ｎｈ ｙ ｏ ｌ ｚ ｄ ｉ ｅｄ ａｋ ｅ ｕ ｌ ｅ ｍｐｏ ｅｔ ｅｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｆｔｅｓｓｅ ｑ ａｉ ｒｔ ｉ ｒｖ ｈ ｅ ｏ ｚ ｏ ｆ ｍ ｎ ｅ ｏ ｙｔｍ．Ｔ ｅ ｅ ｒｓ ｌ ｒ ｎ ｌｚｄ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒｄｉ ｒ ｅ ｅ ｈ ｈ ｎｔ ｅ ｕｔ ａｅａ ａｙ ｅ ｎ ｏ ａｅ ｎ ｏｄ ｒｔ ｄ － ｈ ｓ ｏ ｓ ｎ ｔｅａ ｐｉａ ｌ ｙｔｍ ，ｗ ｉｈ ａｅｖ ｌａ ｌ ｔ ｅｓｓｅ ｏ ｕ ｄ ａｕ ｅａ ｌｕ ｅｍｏ ｕａｉｎ ａ ｄ ｄ ｍｏ ｕａ ｉ ｐ ｌ ｂｅｓｓｅ ｇ ｈ ｃ ｈｃ ｒ ａｕ ｂｅ ｏ ｔ ｙ ｔｍ ｆｑ ａ ｒｔｒ ｍｐｉ ｄ ｄ ｌｔ ｎ ｅ ｄ ｌ— ｈ ｔ ｏ
QAM调制解调讲解
圆形16QAM的实现（2）
例如，若输入为“000”， 则当前码元的信号相位与前 一个码元信号相位相同。当 输入为001时，则当前码元 的相位，在前一个码元信号 相位的基础上增加 / 4 ，输 入数据与相位差的关系如表 所示：
输入数据
000 001 011 111 101 100 110 100
当前码元的相位增量
星座图的设计（2－3）
差分编码设计
多进制QAM的星座图
16QAM与64QAM的一些仿真
16QAM受干扰后的星座图 两种64QAM星座图的仿真比较 16QAM与64QAM的误码性能比较
16QAM受干扰后的星座图
两种64QAM星座图的仿真比较
采用Gray码设计的星座图（红） 采用自然码
16QAM的两种星座图比较（1）
圆形16QAM
矩形16QAM
16QAM的两种星座图比较（2）
从功率来看： 假设信号点之间的最小距离为2A，且所有信号
点等概率出现，则平均发射信号功率为： 矩形的16QAM信号平均功率＝10A2 圆形的16QAM信号平均功率＝14.03A2 两者功率相差1.4dB。即在相同的平均功率的情
16QAM与64QAM的误码性能比较 （2）
红色曲线－16QAM 蓝色曲线－64QAM
QAM的实现
单路QAM的实现 1）圆形16QAM的实现 2）矩形16QAM的实现
基于星座图解调方法的比较 QAM-OFDM的实现原理
圆形16QAM的实现（1）
16进制星形QAM 每个码元由4bit组成，每个码元的第一个比特， 通过差分的方式来改变QAM向量的振幅。当输 入的该比特为“l”时，则将当前码元的向量振幅， 改变到与前一个码元的向量振幅不同的振幅环 上；当输入的该比特为0时，则当前码元的向量 振幅与前一码元相同；每个码元的其余三比特， 通过Gray差分相位编码的方法来改变信号的相 位，也就是说，通过Gray编码来改变当前码元 信号向量与前一个码元信号向量的相位差。
正交幅度调制(QAM)
正交幅度调制（QAM）这篇指南是NI公司射频与通信演示系列的一部分。
这个系列中的每篇指南，都会通过讲解理论并提供示例VI作为实际例子，来介绍射频和通信领域中的特定概念。
这篇指南包含了对射频、无线和高频信号及系统的介绍。
欲获取指南的完整清单，请返回到NI 射频与通信示例的主页面或NI射频测量基础的子页面上。
简介很多通信协议中都实现了正交幅度调制，即QAM。
现有的协议，如802.11b无线以太网（Wi-Fi）协议和数字视频广播（DVB）协议都使用了64-QAM调制。
另外，新兴的无线技术如WiMAX、802.11n和HSPDA/HSUPA(一种新型的蜂窝网络数据标准)等也将实现QAM。
由于QAM在现有和新兴技术的广泛应用，所以理解QAM调制算法十分的重要。
QAM调制涉及到通过周期性的调整正弦电磁波的相位和幅度来发送数字信息。
相位和幅度的每一种组合都被称为一个符号，并且代表一个数字比特流。
首先，我们将讨论用于不断调整载波相位和幅度的硬件实现。
然后，我们将讨论每个符号相关的二进制值。
硬件实现在硬件层面上，正交幅度调制（QAM）要求改变正弦载波的相位和幅度。
最简单的方法之一是产生两个相位相差90°的正弦波进行合成。
只要调整任意一个信号的幅度，我们就可以影响到最后合成信号的相位和幅度。
这两个载波信号表示了信号的I成分和Q成分。
每个信号可以单独的表示如下：(φI=和)ASinQ=ACos)(φ上面的信号I是同相成分，而Q则是正交成分。
注意，因为这两个信号之间的相位相差90°，所以它们被表示成正弦和余弦的形式，。
通过上面的两个定义，我们把两个信号相减，得到：上面的等式告诉我们，得到的结果是一个周期性信号，它的相位可以通过改变I和Q的幅度来调整。
因此，通过调整两个合成信号的幅度，我们可以对载波信号进行数字调制。
在下图中显示了用于产生IF（中频）信号的硬件方框图。
在正交调制器方框中，我们可以看到I信号和Q信号在叠加之前先与LO(本地晶振)混频。
正交幅度调制（QAM）及解调Matlab仿真讲义
正交幅度调制(QAM)及解调Matlab仿真实验目的：1.掌握QAM及解调原理与特性；2.了解星座图的原理及用途。
实验内容：1.编写MATLAB程序仿真QAM及相干解调；2.观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码上网关系；3.观察I、Q调制过程中信号的变化；4.观察星座图在不同噪声环境下的变化；5.分析仿真中观察的数据，撰写实验报告。
仿真代码：function project(N,p)%N为待仿真序列的长度%p为产生1的概率%======================%首先产生随机二进制序列N=input('输入二进制序列的长度：N=');p=input('输入产生1的概率：');source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]);figure(1);stem(source);axis([1 N -1 2]);%对产生的二进制序列进行QAM调制[source1,source2]=Qam_modulation(source);%===============================%画出星座图figure(2);plot_astrology(source1,source2);%==============================%两路信号进行插值（8倍过采样）sig_insert1=insert_value(source1,8);sig_insert2=insert_value(source2,8);%================================%画出两路信号的波形图figure(3);plot_2way(sig_insert1,sig_insert2,length(sig_insert1),0.5);title('两路信号波形');%================================%通过低通滤波器[sig_rcos1,sig_rcos2]=rise_cos(sig_insert1,sig_insert2,0.25,2);%================================%画出两路信号信号波形图figure(4);plot_2way(sig_rcos2,sig_rcos2,length(sig_rcos1)/4,0.5);title('通过低通滤波器后两路信号波形图')hold onstem_2way(sig_insert1,sig_insert2,3,0.25,2,length(sig_rcos1)/4); %================================%将基带信号调制到高频上[t,sig_modulate]=modulate_to_high(sig_rcos1,sig_rcos2,0.25,2.5); figure(5);plot(t(1:500),sig_modulate(1:500));title('载波调制信号图');%================================%将滤波后的信号加入高斯噪声snr=10;[x1,x2]=generate_noise(sig_rcos1,sig_rcos2,snr);sig_noise1=x1';sig_noise2=x2';figure(6);plot_2way(sig_noise1,sig_noise2,length(sig_noise1)/4,0.5);title('加入高斯白噪声后的两路信号波形');%================================%经过匹配滤波器[sig_match1,sig_match2]=rise_cos(sig_noise1,sig_noise2,0.25,2); figure(7);plot_2way(sig_match1,sig_match2,length(sig_match1)/4,0.5); title('经过匹配滤波器后');%================================%采样[x1,x2]=pick_sig(sig_match1,sig_match2,8);sig_pick1=x1;sig_pick2=x2;%画出星座图figure(8)plot_astrology(sig_pick1,sig_pick2);%================================%解调signal=demodulate_sig(sig_pick1,sig_pick2);r=signal;%画出解调后的信号figure(9);stem(r);axis([1 N -1 2]);demodulate_sigfunction y=demodulate_sig(x1,x2)%解调xx1(find(x1>=2))=3;xx1(find((x1<2)&(x1>=0)))=1;xx1(find((x1>=-2)&(x1<0)))=-1;xx1(find(x1<-2))=-3;xx2(find(x2>=2))=3;xx2(find((x2<2)&(x2>=0)))=1;xx2(find((x2>=-2)&(x2<0)))=-1;xx2(find(x2<-2))=-3;temp1=zeros(1,length(xx1)*2);temp1(find(xx1==-1)*2)=1;temp1(find(xx1==1)*2-1)=1;temp1(find(xx1==1)*2)=1;temp1(find(xx1==3)*2-1)=1;temp2=zeros(1,length(xx2)*2);temp2(find(xx2==-1)*2)=1;temp2(find(xx2==1)*2-1)=1;temp2(find(xx2==1)*2)=1;temp2(find(xx2==3)*2-1)=1;n=length(temp1);for i=1:2:2*n-1y(i)=temp1((i+1)/2);y(i+1)=temp2((i+1)/2);endgenerate_noisefunction [y1,y2]=generate_noise(x1,x2,snr)snr1=snr+10*log10(4);ss=var(x1+i*x2,1);y=awgn([x1+j*x2],snr1+10*log10(ss/10),'measured'); y1=real(y);y2=imag(y);insert_valuefunction y=insert_value(x,ratio)%对两路信号进行插值y=zeros(1,ratio*length(x));a=1:ratio:length(y);y(a)=x;modulate_to_highfunction [t,y]=modulate_to_high(x1,x2,f,hf)yo1=zeros(1,length(x1)*hf/f*10);yo2=zeros(1,length(x1)*hf/f*10);n=1:length(yo1);yo1(n)=x1(floor((n-1)/(hf/f*10))+1);yo2(n)=x1(floor((n-1)/(hf/f*10))+1);t=(1:length(yo1))/hf*f/10;y=yo1.*cos(2*pi*hf*t)-yo2.*sin(2*pi*hf*t);pick_sigfunction [y1,y2]=pick_sig(x1,x2,ratio)%采样y1=x1(ratio*3*2+1:ratio:(length(x1)-ratio*3*2)); y2=x2(ratio*3*2+1:ratio:(length(x2)-ratio*3*2));plot_2wayfunction plot_2way(x1,x2,len,t)%绘制正交信号图subplot(2,1,2);plot((1:len)*t,x2(1:len));axis([0 len*t -4 4]);hold on;plot((1:len)*t,x2(1:len),'.','Color','red');hold off;xlabel('虚部信号');subplot(2,1,1);plot((1:len)*t,x1(1:len));axis([0 len*t -4 4]);hold onplot((1:len)*t,x1(1:len),'.','Color','red');xlabel('实部信号');hold offplot_astrologyfunction plot_astrology(a,b)%画出星座图subplot(1,1,1);plot(a,b,'+');axis([-5 5 -5 5]);line([-5,5],[0,0],'LineWidth',3,'Color','red'); line([0,0],[-5,5],'LineWidth',3,'Color','red'); title('QAM星座图');Qam_modulationfunction [yy1, yy2]=Qam_modulation(x)N=length(x);a=1:2:N;y1=x(a);y2=x(a+1);a=1:2:N/2;temp11=y1(a);temp12=y1(a+1);y11=temp11*2+temp12;temp21=y2(a);temp22=y2(a+1);y22=temp21*2+temp22;yy1(find(y11==0))=-3;yy1(find(y11==1))=-1;yy1(find(y11==3))=1;yy1(find(y11==2))=3;yy2(find(y22==0))=-3;yy2(find(y22==1))=-1;yy2(find(y22==3))=1;yy2(find(y22==2))=3;endrise_cosfunction [y1,y2]=rise_cos(x1,x2,fd,fs)%升余弦滤波[yf,tf]=rcosine(fd,fs,'fir/sqrt');[yo1,to1]=rcosflt(x1,fd,fs,'filter/Fs',yf); [yo2,to2]=rcosflt(x2,fd,fs,'filter/Fs',yf);y1=yo1;y2=yo2;stem_2wayfunction stem_2way(x1,x2,delay,fd,fs,len)subplot(2,1,1)hold onstem(((1:len)+fs/fd*3)/fs,x1(1:len));subplot(2,1,2)hold onstem(((1:len)+fs/fd*3)/fs,x2(1:len));实验结果：>> project输入二进制序列的长度：N=200输入产生1的概率：0.820406080100120140160180200-1-0.50.511.52-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-112345QAM 星座图020406080100120140160180200-4-224虚部信号020406080100120140160180200-4-224实部信号两路信号波形01020304050-4-224虚部信号01020304050-4-224实部信号通过低通滤波器后两路信号波形图00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-0.01-0.008-0.006-0.004-0.0020.0020.0040.0060.0080.01载波调制信号图01020304050-4-224虚部信号01020304050-4-224实部信号加入高斯白噪声后的两路信号波形0102030405060-4-224虚部信号0102030405060-4-224实部信号经过匹配滤波器后-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-112345QAM 星座图20406080100120140160180200-1-0.50.511.52。
qam解调原理 -回复
qam解调原理-回复什么是QAM解调？QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制）是一种常见的调制技术，广泛用于数字通信系统中。
QAM解调是将经过QAM调制的信号进行还原，恢复为原始的数字数据的过程。
在QAM解调中，接收端以同样的方式对经过信道传播的QAM信号进行解调，提取出原始数据。
QAM调制是一种将数字信息转换为模拟信号的技术。
它通过在两个相互正交的载波上同时调制振幅和相位的方式，将数字数据转换为模拟信号。
这种调制方式能够在给定的传输带宽条件下提供更高的数据传输速率，因此在许多数字通信系统中被广泛使用。
QAM调制的基本思想是将数字数据集合映射到一个信号点集合上。
信号点通常被表示为I（In-phase，正交分量）和Q（Quadrature，正交分量）的两个坐标。
每个信号点都代表一组数字数据。
信号点的位置和数量取决于所使用的QAM调制方式。
QAM解调的过程涉及到连接在接收端的解调器。
解调器可以通过测量接收到的信号的振幅和相位，将信号映射回原始数据。
以下是一步一步的QAM解调过程：1. 接收信号：接收器接收到经过信道传播的QAM信号。
2. 滤波：接收器通过滤波器去除掉不需要的频率成分，以减少噪声和干扰的影响。
3. 时钟恢复：接收器使用时钟恢复技术，将接收到的信号与本地时钟同步，以确保正确的信号重构。
4. 信号分离：接收器将接收到的信号分为I（In-phase）和Q（Quadrature）两个正交分量。
5. 探测振幅和相位：接收器通过测量信号的振幅和相位，确定信号点的位置。
6. 映射还原：接收器将信号点映射回原始数据，并将解调后的数据传递给接收设备进行处理。
在QAM解调过程中，信噪比（SNR）对解调的性能有重要影响。
较高的信噪比可以提供更好的解调性能，而较低的信噪比则会导致误解调或解调错误的情况发生。
QAM解调技术的应用非常广泛。
它在数字电视、有线和无线通信系统、调制解调器、电力线通信等领域发挥着重要作用。
PAM、PSK、QAM数字调制解调系统误码性能仿真
数字通信系统传输误码性能仿真（一）摘要：脉冲幅度调制（PAM）、频移键控（PSK）、正交振幅调制（QAM）等数字信号调制解调模式在经典和现代通信中得到广泛应用。
不同调制方式在不同的条件下传输可靠性能不尽相同。
Matlab/Simulink包含多种仿真模块库，可以对各种通信调制方式的调制解调进行仿真，并验证其传输可靠性能。
关键字：通信系统、仿真、PAM、PSK、QAMAbstract:Digital signal modulation and demodulation modes such as pulse amplitude modulation (PAM), frequency shift keying (PSK), quadrature amplitude modulation (QAM)are widely used in classical and modern communication. The transmission reliability of different modulation are different under different conditions. Matlab/Simulink contains a variety of library of simulation modules for various communications modem modulation to simulate and verify its transmission reliability.Keywords: communication systems, simulation, PAM,PSK,QAM0 引言系统仿真是进行协议标准制定、算法分析优化和产品总体设计的重要步骤，对验证算法和理论的设计性能、缩减设计开发时间、降低总体成本具有重要意义。
传统的系统仿真方法主要使用基于C语言等计算机编程语言的方法，工作量大，效率低，仿真程序的可读性、可靠性、可移植性无法达到现代大中型系统的要求。
16QAM调制解调原理
16QAM调制解调原理16QAM调制原理及其在H DTV中的应用[ 摘要 ]本文概述Digicipher HDTV系统采用的16QAM调制与解调原理。
并对QAM法美国提出的 Digicipher等全数字高清晰度电视(HDTV)所以能引入注目，关键采用了两大技术，一是高效的图像压缩处理技术，使之能在6MHz带宽内传输；二是采用正交幅度键控的数字信号载波传输，在相同接收条件下，使发射功率仅是模拟传输的十分之一以下。
Digicipher使用 l6QAM调制方式。
本文介绍其调制与解调原理，以及它在HDTV中的应用。
一、正交幅度键控调制 (QAM)的基本原理16QAM是正交移幅键控的一种调制方式，有很高的频道利用率。
正交移幅键控信号是一种载波键控信号，它有同相和正交两路载波，以幅度键控方式独立地传送数字信息。
它的复包络可以写成：(1)其中， , 是多电平基带信号，它们所带的数字信息是独立的，这是正交幅度键控区别于多相移相键控和连续相位键控的一个主要持征。
若由四电平正交调幅形成幅度键控信号，其等效基带信号在复平面上的数目为16，称为 16QAM(16个信号状态 ) 。
图 1 是 16QAM信号矢量端点图，图中16 个信号状态排成 4x4 方阵，每点表示一种状态，每一状态为一矢量 ( 包括幅度与相位) 。
由图可见共有三种不同的幅度( 标量 ) 和 12 个不同的相位 ( 每个象限有 3 个) 。
图 1 16QAM信号矢量端点图式 (1) 中的，可分别表示为(2)(3)式中，为码元周期；为矩形脉冲；，为双极性进制码．并使之等间距，例如，。
由于原始信息一般是二进制码，所以二进制数与多层幅度电平之间存在着变换问题，这种变换逻辑，称为电平逻辑。
因此，多电平正交移幅键控信号可以展开成由若干个二电平正交移幅键控的线性组台，即其中，，是二进制码元，取值?1。
由式 (1) ～(5) 可得(6)因式中每一项是QPSK等效基带信号的复包络，每次信号功率依次相差6dB，因此多电平正交移频键控信号可用若干四相相位键控组合而成。
qam——正交振幅调制原理介绍
qam——正交振幅调制原理介绍QAM是一种数字调制技术，全称为正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation）。
在通信领域中，QAM广泛应用于数字通信系统中，能够有效地提高数据传输的效率和可靠性。
本文将从QAM 的原理入手，介绍其基本概念和工作原理。
QAM的基本原理是通过改变信号的振幅和相位来传输数字信息。
在QAM调制中，信号被分为两部分：正交振幅和正交相位。
正交振幅指的是信号的振幅大小，正交相位则是信号的相位角度。
通过同时改变振幅和相位，QAM可以在有限的频谱范围内传输更多的数据。
这种调制技术将数字比特流转换为模拟信号，以便通过传统的模拟通信系统传输。
QAM的原理可以简单地理解为将两个正交的调制信号叠加在一起，形成一个复合信号。
这样的设计使得QAM在相同带宽下可以传输更多的信息，从而提高了信道利用率。
在QAM调制中，不同的比特组合对应着不同的振幅和相位值，因此接收端可以通过解调来还原原始的数字信号。
QAM调制的关键优势之一是其灵活性。
通过调整振幅和相位的值，QAM可以适应不同的信道条件和传输要求。
在实际应用中，QAM 常常与其他调制技术结合使用，如OFDM（正交频分复用），以提高系统性能和抗干扰能力。
除了灵活性，QAM还具有较高的传输效率和误码率性能。
由于QAM可以在有限的频谱内传输多个比特，因此可以在相同的带宽下传输更多的数据。
同时，QAM的抗噪声和抗干扰能力也较强，能够在复杂的通信环境下保持较高的传输质量。
总的来说，QAM作为一种常用的数字调制技术，在现代通信系统中发挥着重要的作用。
通过灵活的振幅和相位调制，QAM可以实现高效率的数据传输，适应不同的信道条件，并提供可靠的通信连接。
在未来的通信发展中，QAM仍将继续发挥重要作用，推动数字通信技术不断向前发展。
QAM调制解调讲解
QAM的星座图含义
y
•
0
•
1
x
BPSK星座图
y
• 01
0•0
1•1 x
• 10
QPSK星座图
y
1101 1001 0001 0101
••••
1100 1000 0000 0100
座图上星座点间的最小距离，该参数反映 了MQAM信号抗高斯白噪声能力，可以通 过优化星座图分布来得到最大值，从而抗 干扰能力较强。
QAM星座图的参数（2）
最小相位偏移 最小相位偏移是MQAM信号星座点
相位的最小偏移，该参数反映了MQAM信 号抗相位抖动能力和对时钟恢复精确度的 敏感性，同样可以优化星座点的分布来获 得最大值，从而获得更好的传输性能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
16QAM与64QAM的误码性能比较 （2）
红色曲线－16QAM 蓝色曲线－64QAM
QAM的实现
单路QAM的实现 1）圆形16QAM的实现 2）矩形16QAM的实现
基于星座图解调方法的比较 QAM-OFDM的实现原理
圆形16QAM的实现（1）
16进制星形QAM 每个码元由4bit组成，每个码元的第一个比特， 通过差分的方式来改变QAM向量的振幅。当输 入的该比特为“l”时，则将当前码元的向量振幅， 改变到与前一个码元的向量振幅不同的振幅环 上；当输入的该比特为0时，则当前码元的向量 振幅与前一码元相同；每个码元的其余三比特， 通过Gray差分相位编码的方法来改变信号的相 位，也就是说，通过Gray编码来改变当前码元 信号向量与前一个码元信号向量的相位差。
4QAM的系统仿真与性能分析
1 绪论随着世界通信产业的迅速发展，特别是移动通信技术高速发展，移动用户新需求的迅速增加，新的业务不断产生，人们已不满足单一的语音通信服务，而希望能利用移动电话进行图像、声音、数据等多媒体信息的通信。
但由于多媒体通信比传统的语音通信需要更大的信道容量，这样给非常有限的频谱资源提出了严峻考验。
可靠、高效、稳定的数字通信体制对于数字多媒体通信系统的实现起到了至关重要的作用。
正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
正交振幅调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此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。
1.1 课题背景及意义以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA为代表的第三代移动通信网络除了支持传统的话音业务以外，还推出了大容量的宽带数据服务，与以GSM、CDMAIS95标准为代表的第二代移动通信系统相比，在技术上，3G系统的上下行速率理论上可以达到2Mbit/s左右的水平，它可以提供包括视频在内的各种多媒体宽带应用服务，诸如下载或流媒体类业务，需要系统提供更高的传输速率和更多的延迟。
为了满足此要求，WCDMA对空口接口作了改进，引入了HSDPA技术，使之可支持高达lOMbit/s的峰值速率。
在HSDPA系统中引进了AMC技术，在HSDPA系统中AMC的调制选择了低阶的QPSK和高阶的16QAM，作为其调制方式。
同样，作为宽带无线接入技术，韩国引入了WiBro技术，它可采用三种调制方式，包括QPSK、16QAM、64QAM等。
而目前作为中国国内唯一拥有自主知识产权的高速率无线宽带接入技--MeWiLL，McWiLL终端接入设备CPE亦采用QPSK/8PSK/QAMl6/QAM64自适应调制技术。
4.4正交幅度调制技术QAM
§4-4 正交幅度调制技术QAM正交振幅调制（QAM ：Quadrature Amplitude Modulation ）是一种幅度和相位联合键控（APK ）的调制方式。
它可以提高系统可靠性，且能获得较高的信息频带利用率，是目前应用较为广泛的一种数字调制方式。
在NTSC 制和PAL 制中形成色度信号时，用正交调幅方式将两个色差信号调制到色度副载波上。
QAM 也可用于数字调制。
数字QAM 有4QAM 、8QAM 、16QAM 、32QAM 等调制方式。
其中，16QAM 和32QAM 广泛用于数字有线电视系统。
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，正交调幅通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调幅。
一、时域表示正交振幅调制QAM （Quadrature Amplitude Modulation ）是用两路独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。
其表达式为：S QAM （t ）=∑+-nn c n t w nTb t g A )cos()(ϕ （4－15）式中，A n 是基带信号第n 个码元的幅度，n ϕ是第n 个信号码元的初始相位，g （t ）是幅度为1，宽度为T b 的单个矩形脉冲。
将式（4－15）展开得：S QAM （t ）=[∑-n n nTb t g A ϕcos )(]cos t c ω-[∑-nn n nTb t g A ϕsin )(]sin t c ω令X n ＝k n A ϕcos ，Y n ＝k n A ϕsin 则有下式：S QAM （t ）=[∑-nn nTb t g X )(] cos t c ω-[∑-nn nTb t g Y )(] sin t c ω=m I (t) cos t c ω-m Q (t)sin t c ω（4－16）通常可用星座图来描述QAM 信号的空间分布状态。
正交振幅调制解调QAM系统实验研究与仿真
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,然后对各类现代数字调制技术作了简要的介绍,紧接着着重论述了适用于数字微波系统的QAM正交幅度调制解调方式，通过系统实验对正交振幅调制解调的进程、原理及性能进行了论证、分析，并按照星座图的形状指出了16QAM, 64QAM（星座图为矩形）与32QAM,128QAM（星座图为十字形）在调制与解调方式上的区别，理论上讨论和说明了数字调制解调技术中影响系统性能的条件和因素，并通过眼图进行了简单观察，简要介绍了用于误码测试的伪随机序列的相关知识。
最后利用通信系统仿真软件System View对16QAM, 32QAM, 64QAM,128QAM全数字调制与解调进程进行了仿真，并给出了16QAM在加性高斯白噪声条件下的误码率。
实验及仿真的结果证明，全数字正交幅度调制解调易于实现，且性能良好，是未来通信技术的主要研究方向之一，并有广漠的应用前景。
关键词：QAM；调制解调；星座图；误码率。
AbstractThis is the modern digital modulation techniques, from the first modern communications technology the key modulation and demodulation. leads to the concept of modulation and demodulation of the notes before the modern digital modulation techniques are briefly described. Then focuses on the application of digital microwave system QAM quadrature amplitude modulation and demodulation, Through experiments on Quadrature Amplitude modulation and demodulation process, principles and performance of the verification, analysis, According to Constellation and the shape of the map that a 16QAM, 64QAM (rectangular constellation map) and 32QAM. 128QAM (cross-shaped constellation map) modulation and demodulation of distinction, Theoretically discussion and description of the digital modulation and demodulation technology imaging system performance conditions and factors, and through eye diagrams of simple observation, briefed the BER testing for the pseudo-random sequence of related Communication System Simulation Software System View of 16QAM, 32QAM, 64QAM,128QAM digital modulation and demodulation process of simulation, 16QAM given the additive white Gaussian noise conditions BER. Experimental and simulation results proved that the digital quadrature amplitude modulation and demodulation easy to implement, and good performance, ICT is the future of one of the main direction of research, and broad application prospects.Key words : QAM; modulation and demodulation; Constellation plans; BER;目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (1)第一章引言 (1)第二章正交振幅调制解调原理 (4)正交振幅调制技术简介 (4)QAM调制解调原理 (5)2.2.1QAM调制 (5)2.2.2QAM的解调和裁决 (6)QAM的误码率性能 (7)2.3.1误码率讨论 (7)的两种表示方式 (9)2.3.2误码率peMQAM（多电平正交调制）调制解调原理 (10)2.4.1调制原理 (12)2.4.2QAM信号的信号空间图 (13)2.4.3MQAM（多电平正交振幅调制）信号的解调原理 (14)具有矩形星座图信号的调制与解调 (16)2.5.1具有矩形星座图的信号调制 (16)2.5.2具有矩形星座图的信号解调 (17)具有十字形星座图的信号的调制与解调 (18)2.6.1具有十字形星座图的信号调制 (18)2.6.2具有十字形星座图的信号解调 (18)结语 (19)第三章正交振幅调制解调实验系统的介绍 (20)载波、时钟及信码发生器 (20)16QAM调制器 (20)3.2.1串/并变换电路与二/四电平转换电路 (21)3.2.2同向载波和正交载波相乘电路 (24)3.2.3相加电路 (25)16QAM解调器 (25)实验仪器 (28)第四章正交振幅调制解调眼图分析 (29)第五章伪随机序列 (31)第六章 SYSTEM VIEW软件对QAM的仿真进程 (34)S YSTEM V IEW仿真软件的简介 (34)16QAM系统的SYSTEM VIEW仿真实验 (35)6.2.1仿真实验的参数和原理图 (35)16QAM调制部份的SYSTEM VIEW软件仿真 (37)16QAM解调部份的SYSTEM VIEW软件仿真 (41)16QAM系统的性能仿真 (46)结束语 (52)致谢 (53)参考文献 (54)第一章引言正交幅度调制解调(Quadrature amplitude modulation and demodulation)是一种高效的数字调制解调方式，他在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高数据传输、卫星通信等领域被普遍应用。
QAM浅析
QAM浅析QAM（Quadrature Amplitude Modulation）：正交振幅调制。
正交振幅调制，这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。
QAM是数字信号的一种调制方式，在调制过程中，同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频带利用率。
产生背景随着通信业迅速的发展，传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求，而可用频谱资源有限，不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。
另外，人们亦不能满足通信单一的语音服务，希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。
但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。
高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要，正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
简介正交调幅是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法，因此会双倍扩展有效带宽。
正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。
正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度。
一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。
从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。
两种被调制的载波在发射时已被混和。
到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。
QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。
该调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（64QAM）、…，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有4、16、64、…个矢量端点。
电平数m和信号状态M之间的关系是对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。
qam软解调原理
qam软解调原理
QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种数字调制方式，其原理是将多路信号调制到正交载波上，从而实现高速数据传输。
QAM软解调的原理如下：
1. 信号解调：QAM信号首先经过解调器进行解调，将QAM信号还原为基带信号。
解调过程中，解调器会分别对I路和Q路信号进行解调，得到对应的基带信号。
2. 信号均衡：由于在传输过程中，信号可能会受到各种干扰和失真，导致信号的质量下降。
为了消除这些影响，需要对基带信号进行均衡处理。
均衡器会对基带信号进行滤波和整形，使其恢复到原始信号的形状和质量。
3. 符号映射：在QAM软解调中，还需要进行符号映射操作。
符号映射是指将解调后的基带信号映射为对应的二进制数据流。
这个过程中，需要确定每个符号对应的二进制数据，以确保正确的数据解调。
4. 误码检测和纠正：为了确保数据的正确传输，还需要对解调后的数据进行误码检测和纠正操作。
误码检测可以通过比较发送端和接收端的校验和来进行，如果校验和不一致，则说明数据传输过程中出现了误码。
纠正操作用于对误码进行纠正，以保证数据的正确传输。
总之，QAM软解调通过以上步骤实现数据的正确解调，并还原出原始的二进制数据流。
这种解调方式具有较高的数据传输速率和抗干扰能力，因此在通信系统中得到了广泛应用。
正交幅度调制(qam)信号解调方案原理及实现
正交幅度调制(qam)信号解调方案原理及实现1. 引言1.1 概述本文主要探讨正交幅度调制(QAM)信号解调方案的原理及实现。
随着通信技术的快速发展，QAM已成为一种重要的数字调制方式，被广泛应用于无线通信、光纤通信以及数字电视等领域。
QAM具有高可靠性与高传输效率的优势，因此对于了解其解调原理以及实际应用具有重要意义。
1.2 文章结构本文包括以下几个部分：首先，我们将介绍QAM信号的基础知识，包括其特点、调制原理和解调原理。
然后，我们将详细讨论QAM信号解调方案的实现方法，包括直接检测法、匹配滤波器法和软判决法。
接下来，我们将进行实验验证，并对结果进行比较分析。
最后，在结论部分总结全文，并展望未来QAM技术的发展方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨正交幅度调制(QAM)信号解调方案的原理和实现方法，帮助读者更好地理解QAM技术并能够应用于实际工程中。
通过对不同解调方案的比较与分析，读者将能够选择最适合自己应用场景的解调方法，并对未来QAM技术的发展有所展望。
2. 正交幅度调制(qam)基础知识：2.1 QAM信号特点:正交幅度调制(QAM)是一种常见的数字调制技术，它能够在有限的频谱资源中有效地传输多个数据位。
QAM信号的主要特点包括以下几点：首先，QAM信号是一种复合调制技术，它同时利用了载波的相位和幅度来传输信息。
其次，QAM信号由两个正交载波分量组成，一般被称为I路与Q路。
这意味着QAM信号可以提供更高的数据传输率，因为每一个载波上都可以携带独立的信息。
第三，QAM信号通过改变正弦波的相位和幅度来表示数字数据。
具体来说，将不同电平的比特映射到不同的相位角和能量水平上。
最后，QAM信号具有抗噪声和抗干扰能力强的优势。
由于不同相位角之间存在较大差异，并且存在着很多可选的相位和幅度组合方式，使得接收端可以根据接收到的信号选择最佳策略以抵御噪声和干扰。
2.2 QAM调制原理:正交幅度调制(QAM)的调制原理基于将数字数据映射到一组离散的复平面点上。
QAM
QAM 调制与解调软硬件实现刘军涛西南科技大学信息工程学院 四川绵阳 621002【摘要】本文介绍了QAM 调制、解调和判决原理，讨论了QAM 的误码率性能，并在SystemView 下对系统进行了仿真，观察并分析了原始输入信号、调制信号、解调信号、星座图以及QAM 信号的功率谱图。
【关键词】正交幅度调制QAM 、误码率性能、SystemView 仿真 1 引文随着通信业迅速的发展，传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求，而可用频谱资源有限，业不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。
另外，人们亦不能满足通信单一的语音服务，希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。
但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。
高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要，正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
2 QAM 调制解调原理2．1 QAM 调制正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
正交幅度调制（QAM ）信号采用了两个正交载波t f t f c c ππ2s i n 2c o s 和，每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。
发送信号波形如图2.1.1所示,2sin )(2cos )()(t f t g A t f t g A t u c T ms c T mc m ππ+=M m ,...,2,1=图2.1.1 M=16QAM 信号星座图式中{mc A }和{ms A }是电平集合，这些电平是通过将k 比特序列映射为信号振幅而获得的。
例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示，该星座是通过用M ＝4PAM 信号对每个正交载波进行振幅调制得到的。
基于FPGA的16QAM调制解调系统的研究
基于FPGA的16QAM调制解调系统的研究一、本文概述随着通信技术的飞速发展，对于数据传输速率和频谱效率的要求日益提高。
在这种背景下，正交幅度调制（QAM）技术因其高频谱效率和数据传输能力而受到广泛关注。
其中，16QAM（16级正交幅度调制）作为一种常见的QAM技术，具有适中的复杂度和优秀的性能，被广泛应用于无线通信系统。
然而，传统的16QAM调制解调系统通常基于通用处理器或专用芯片实现，存在功耗高、灵活性差等问题。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的16QAM调制解调系统。
FPGA具有高度的并行处理能力和灵活性，能够实现对16QAM信号的高效处理。
本文首先介绍了16QAM调制解调的基本原理和关键技术，包括信号调制、解调算法以及性能评估等方面。
然后，详细阐述了基于FPGA 的16QAM调制解调系统的设计方案和实现过程。
在此基础上，对系统的性能进行了仿真分析和实验验证，证明了该系统的有效性和优越性。
本文的研究对于提高16QAM调制解调系统的性能、降低功耗和增加灵活性具有重要意义。
也为FPGA在无线通信领域的应用提供了有益的探索和参考。
二、16QAM调制解调原理16QAM（Quadrature Amplitude Modulation，16进制幅度调制）是一种数字调制技术，在数字通信系统中广泛应用。
16QAM将每个符号编码为16个不同的幅度级别，从而每个符号可以携带4位的信息，提高了数据传输的效率。
基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的16QAM调制解调系统则通过硬件编程的方式实现这一技术，具有高速、灵活和低成本的优点。
在16QAM调制过程中，输入的二进制数据流首先被分为每4位一组的数据块。
然后，每组4位数据被映射到16QAM星座图上的一个点，该点由实部和虚部组成，分别对应I路和Q路信号。
映射完成后，这些星座点通过数字到模拟转换器（DAC）转换为模拟信号，并进一步调制到载波频率上。
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摘要正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此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使用。
由于信道资源越来越紧张，许多数据传输场合二进制数字调制已无法满足需要。
为了在有限信道带宽中高速率地传输数据，可以采用多进制(M进制，M>2)调制方式，MPSK则是经常使用的调制方式，由于MPSK的信号点分布在圆周上，没有最充分地利用信号平面，随着M值的增大，信号最小距离急剧减小，影响了信号的抗干扰能力。
MQAM称为多进制正交幅度调制，它是一种信号幅度与相位结合的数字调制方式，信号点不是限制在圆周上，而是均匀地分布在信号平面上，是一种最小信号距离最大化原则的典型运用，从而使得在同样M值和信号功率条件下，具有比MPSK更高的抗干扰能力。
关键词：QAM 调制解调星座图误码率目录摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
一基本原理 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
1.1硬件方面 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1.1芯片SHT10介绍.................................................................. 错误！未定义书签。
1.1.2 CC2530介绍........................................................................ 错误！未定义书签。
1.2软件方面 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2.1 zigbee协议介绍................................................................ 错误！未定义书签。
1.2.2 zigbee协议栈结构............................................................ 错误！未定义书签。
二系统分析 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
三详细设计 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
3.1 总体软件结构图............................................................................. 错误！未定义书签。
3.2硬件模块设计.................................................................................. 错误！未定义书签。
3.3 编码 ................................................................................................ 错误！未定义书签。
四总结 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
五参考文献 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
六致谢 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
附录 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
第一章前言随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，新的需求层出不穷，促使新的业务不断产生，因而导致频率资源越来越紧张。
在有限的带宽里要传输大量的多媒体数据，频谱利用率成为当前至关重要的课题。
16QAM技术因为具有高频谱利用率、高功率谱密度等优势，被广泛应用于高速数据传输系统.在很多宽带应用领域，比如数字电视广播，Internet宽带接入，QAM系统都得到了广泛的应用。
QAM也可用于数字调制。
数字QAM有4QAM、8QAM、16QAM、32QAM 等调制方式。
其中，16QAM和32QAM广泛用于数字有线电视系统。
无线通信技术的迅猛发展对数据传输速率、传输效率和频带利用率提出了更高的要求。
选择高效可行的调制解调手段，对提高信号的有效性和可靠性起着至关重要的作用。
由于QAM已经成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。
关于调制解调技术的仿真研究对于QAM理论研究和相关产品开发具有重要意义。
目前，我国的有线电视采用DVB-C标准。
DVB系统的信源编码统一使用MPEG-2编码。
模拟信号经抽样、量化、编码后形成的数字基带信号，其码率很高，占用的频带也很宽。
QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是用两个调制信号对频率相同、相位正交的两个载波进行调幅，然后将已调信号加在一起进行传输或发射。
在NTSC制和PAL制中形成色度信号时，用的就是正交调幅方式将两个色差信号调制到色度副载波上。
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QAM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。
这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。
第二章调制及解调原理2.1 调制及解调的相关概念调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。
载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，即使载波的某一个或某几个参数暗中啊调制信号的规律而变化。
调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。
未受调制的周期性震荡信号称为载波，它可以是正弦波，也可以使非正弦波（如周期性脉冲序列）。
载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特征。
基带信号对载波的调制是为了实现下列一个或多个目标：第一，在无线传输中，信号是以电磁波的形式通过天线辐射到空间的。
为了获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射信号波长相比拟，而基带信号包含的较低频率分量的波长较长，只是天线过长而难以实现。
但若通过调制，把基带信号的频谱搬至较高的载波频率上，是已调信号的频谱与信道的带通特性相匹配，这样就可以提高传输性能，以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。
第二，把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。
第三，扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
因此，调制对通信系统的有效性和可靠性有着很大的影响和作用。
解调（也称检波）则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。
解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。
相干解调时，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波。
本课题采用的是相干解调2.2 正交振幅调制系统2.2.1 正交幅度调制技术及QAM正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）是一种矢量调制，也是一种振幅和相位联合键控。
它是将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号。
正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）。
一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。
从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。
两种被调制的载波在发射时已被混和。
到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。
这样与之作幅度调制（AM ）相比，其频谱利用率高出一倍。
8/15π图 1 8PSK 信号相位随着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 0()cos() (1)k k k s t A t kT t k T ωθ=+<≤+ （2—1）式中：k=整数；k A 和k θ分别可以取多个离散值。
式（2—1）可以展开为00()cos cos sin sin k k k k k s t A t A t θωθω=- （2—2）令 X k = A k cos θk ， Y k = -A k sin θk则式（2—1）变为00()cos sin k k k s t X t Y t ωω=+ （2—3）k X 和k Y 也是可以取多个离散的变量。