16QAM调制与解调
北邮通信原理通原实验16QAM知识讲解
北邮通信原理通原实验16Q A M实验二、16QAM调制一、实验目的1、学会使用SystemView观察信号的星座图与眼图，分析性能2、学习正交幅度调制解调的基本原理。
二、实验原理1、正交幅度调制QAM是由两个正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的，因此正交幅度调制是一种频谱利用率很高的调制方式。
同时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在一个信道中传输。
2、调制原理3、解调原理4、眼图眼图的“眼睛”的大小代表码间串扰的情况。
“眼睛”张开的越大，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。
5、星座图我们通常把信号矢量端点的分布图称为星座图。
它对于调制方式的误码率有很直观的判断。
三、实验内容1、在system view软件中做出仿真连线图。
2、设置参数，观察调制信号波形3、眼图设置：在SystemView中，在分析窗口单击图标，选择style，单击slice，并且设置合适的起点和终点的时间切片，然后选择信号后，得到眼图。
4、星座图设置：在SystemView中，在分析窗口中单击图标，选择style，单击scatter plot，在右侧的窗口中选择所需要观察的信号波形，确定，得到星座图。
5、设置无噪声和有噪声情况参数，对眼图和星座图进行对比分析。
四、实验结果1、无噪声情况下，即序列均值为0，方差为0。
原基带信号：调制信号（同向）（正交）无噪眼图：无噪星座图：2、有噪声：均值为0，方差为1 眼图（有噪）：星座图（有噪）：五、结果分析从上述实验结果图中可以看出：1、原基带信号经过调制后，同向正交都满足。
2、在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小；星座图能量较规整，误码率相对较低。
3、在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大；星座图能量杂乱，误码率较高。
4、可见，噪声对系统性能有一定影响。
六、心得体会通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了16QAM的调制与解调，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最饥饿路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。
MATLAB环境下16QAM调制及解调仿真程序说明
姓名：Nikey之阳早格格创做MATLAB环境下16QAM调造及解调仿实步调证明一、正接调造及相搞解调本理框图正接调造本理框图相搞解调本理框图二、MQAM调造介绍及本仿实步调的几面证明MQAM不妨用正接调造的要领爆收，本仿实中与M=16，即幅度战相位相分散的16个旗号面的调造.为了瞅察疑讲噪声对于该调造办法的做用，咱们正在已调旗号中又加进了分歧强度的下斯黑噪声，并统计其译码误码率.为了简化步调战得到稳当的误码率，咱们正在解调时并已从已调旗号中回复载波，而是间接爆收与调造时一模一般的载波去举止旗号解调.三、仿实截止图附源步调代码：clear;clc;echo off;close all;N=10000; %设定码元数量fb=1; %基戴旗号频次fs=32; %抽样频次fc=4; %载波频次,为便于瞅察已调旗号，咱们把载波频次设的较矮Kbase=2; % Kbase=1,不经基戴成形滤波，间接调造;% Kbase=2,基戴经成形滤波器滤波后，再举止调造info=random_binary(N); %爆收二进造旗号序列[y,I,Q]=qam(info,Kbase,fs,fb,fc); %对于基戴旗号举止16QAM调造y1=y; y2=y; %备份旗号，供后绝仿实用T=length(info)/fb; m=fs/fb;nn=length(info);dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;subplot(211);%便于瞅察，那里隐现的已调旗号及其频谱均为无噪声搞扰的理念情况%由于尝试旗号码元数量为10000个，正在那里咱们只隐现其总数的1/10plot(t(1:1000),y(1:1000),t(1:1000),I(1:1000),t(1:1000),Q(1:1000),[0 35],[0 0],'b:');title('已调旗号(In:red,Qn:green)');%傅里叶变更，供出已调旗号的频谱n=length(y); y=fft(y)/n; y=abs(y(1:fix(n/2)))*2;q=find(y<1e-04); y(q)=1e-04; y=20*log10(y);f1=m/n; f=0:f1:(length(y)-1)*f1;subplot(223);plot(f,y,'r');grid on;title('已调旗号频谱'); xlabel('f/fb');%绘出16QAM调造办法对于应的星座图subplot(224);constel(y1,fs,fb,fc); title('星座图');SNR_in_dB=8:2:24; %AWGN疑讲疑噪比for j=1:length(SNR_in_dB)y_add_noise=awgn(y2,SNR_in_dB(j)); %加进分歧强度的下斯黑噪声y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc); %对于已调旗号举止解调 numoferr=0;for i=1:Nif (y_output(i)~=info(i)),numoferr=numoferr+1;end;end;Pe(j)=numoferr/N; %统计误码率end;figure;semilogy(SNR_in_dB,Pe,'red*-');grid on;xlabel('SNR in dB');ylabel('Pe');title('16QAM调造正在分歧疑讲噪声强度下的误码率');random_binary.m%爆收二进造疑源随机序列function [info]=random_binary(N)if nargin == 0, %如果不输进参数，则指定疑息序列为10000个码元N=10000;end;for i=1:N,temp=rand;if (temp<0.5),info(i)=0; % 1/2的概率输出为0elseinfo(i)=1; % 1/2的概率输出为1endend;function [y,I,Q]=qam(x,Kbase,fs,fb,fc);%T=length(x)/fb; m=fs/fb;nn=length(x);dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;%串/并变更分散出I分量、Q分量，而后再分别举止电仄映射I=x(1:2:nn-1); [I,In]=two2four(I,4*m);Q=x(2:2:nn); [Q,Qn]=two2four(Q,4*m);if Kbase==2; %基戴成形滤波I=bshape(I,fs,fb/4); Q=bshape(Q,fs,fb/4);end;y=I.*cos(2*pi*fc*t)-Q.*sin(2*pi*fc*t); %调造%QAM旗号解调function [xn,x]=qamdet(y,fs,fb,fc);dt=1/fs; t=0:dt:(length(y)-1)*dt;I=y.*cos(2*pi*fc*t);Q=-y.*sin(2*pi*fc*t);[b,a]=butter(2,2*fb/fs); %安排巴特沃斯滤波器I=filtfilt(b,a,I);Q=filtfilt(b,a,Q);m=4*fs/fb;N=length(y)/m; n=(.6:1:N)*m; n=fix(n);In=I(n); Qn=Q(n); xn=four2two([In Qn]);%I分量Q分量并/串变更，最后回复成码元序列xn nn=length(xn); xn=[xn(1:nn/2);xn(nn/2+1:nn)];xn=xn(:); xn=xn';%基戴降余弦成形滤波器function y=bshape(x,fs,fb,N,alfa,delay);%树立默认参数if nargin<6; delay=8; end;if nargin<5; alfa=0.5; end;if nargin<4; N=16; end;b=firrcos(N,fb,2*alfa*fb,fs);y=filter(b,1,x);two2four.m%二进造变更成四进造function [y,yn]=two2four(x,m);T=[0 1;3 2]; n=length(x); ii=1;for i=1:2:n-1;xi=x(i:i+1)+1;yn(ii)=T(xi(1),xi(2));ii=ii+1;end;yn=yn-1.5; y=yn;for i=1:m-1;y=[y;yn];end;%四进造变更成二进造function xn=four2two(yn);y=yn; ymin=min(y); ymax=max(y); ymax=max([ymax abs(ymin)]); ymin=-abs(ymax); yn=(y-ymin)*3/(ymax-ymin);%树立门限电仄，判决I0=find(yn< 0.5); yn(I0)=zeros(size(I0));I1=find(yn>=0.5 & yn<1.5); yn(I1)=ones(size(I1));I2=find(yn>=1.5 & yn<2.5); yn(I2)=ones(size(I2))*2;I3=find(yn>=2.5); yn(I3)=ones(size(I3))*3;%一位四进造码元变更为二位二进造码元T=[0 0;0 1;1 1;1 0];n=length(yn);for i=1:n;xn(i,:)=T(yn(i)+1,:);end;xn=xn'; xn=xn(:); xn=xn';%绘出星座图function c=constel(x,fs,fb,fc);N=length(x); m=2*fs/fb;n=fs/fc;i1=m-n; i=1; ph0=(i1-1)*2*pi/n; while i <= N/m;xi=x(i1:i1+n-1);y=2*fft(xi)/n; c(i)=y(2);i=i+1; i1=i1+m;end;%如果无输出，则做图if nargout<1;cmax=max(abs(c));ph=(0:5:360)*pi/180;plot(1.414*cos(ph),1.414*sin(ph),'c'); hold on;for i=1:length(c);ph=ph0-angle(c(i));a=abs(c(i))/cmax*1.414;plot(a*cos(ph),a*sin(ph),'r*');end;plot([-1.5 1.5],[0 0],'k:',[0 0],[-1.5 1.5],'k:'); hold off; axis equal; axis([-1.5 1.5 -1.5 1.5]); end;。
北邮通原软件实验报告16QAM
北邮通原软件实验报告16QAM.....实验一：16QAM调制与解调实验目的熟悉16QAM信号的调制与解调，掌握SYSTEMVIEW软件中，观察眼图与星座图的方法。
强化SYSTEMVIEW软件的使用，增强对通信系统的理解。
实验原理16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。
16QAM调制原理方框图：图一16QAM调制框图16QAM解调原理方框图：图二16QAM解调框图16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。
16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
在这里我们使用第一种方法。
16QAM信号的星座图：图三16QAM星座图上图是16QAM的星座图，图中f1(t)和f2(t)是归一化的正交基函数。
各星座点等概出现。
星座图中最近的距离与解调误码率有很密切的关系。
上图中的最小距离是dmin=2。
16QAM的每个星座点对应4个比特。
哪个星座点代表哪4比特，叫做星座的比特映射。
通常采用格雷映射，其规则是：相邻的星座点只差一个比特。
实验所需模块连接图如下所示：图四模块连接图各个模块参数设置：属性类型参数设置0,2SourcePNseqAmp=1V；Rate=10Hz；Levels=4 4,13SourceSinusiodAmp=1V；Rate=100Hz12SourceGaussNoiseStdDev=0V;Mean=0V5,7,9,10Multipler——————3Adder——————17,18OperatorLinearSysButterworth,3Poles,fc=10Hz19,14,15Sink——————设置系统时间为20Sec（观察眼图），仿真频率1000Hz实验步骤按照实验所需模块连接图，连接各个模块设置各个模块的参数：信号源部分：PN序列发生器产生双极性NRZ序列，频率10HZ 图五信号源设置示意图载频：频率设置为100Hz。
16QAM调制与解调
1．16QAM调制原理
16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。
16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM 的产生有2种方法：
（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；
（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
这里采用正交调幅法。
16QAM正交调制的原理如下图所示。
图中串/并变换器将速率为Rb的二进制码元序列分为两路,速率为Rb/2.2-4电平变换为Rb/2的二进制码元序列变成速率为RS=Rb/log216的4个电平信号,4电平信号与正交载波相乘,完成正交调制,两路信号叠加后产生16QAM信号.在两路速率Rb/2的二进制码元序列中,经2-4电平变换器输出为4电平信号,即M=16.经4电平正交幅度调制和叠加后,输出16个信态,16QAM.RS=Rb/log216=RB/4. 2.16QAM解调原理
16QAM信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交相干解调，一路与cosct相乘，一路与sinct相乘。
然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器LPF输出经抽样判决可恢复出电平信号。
16QAM正交相干解调如图所示。
16QAM的调制与解调
目录一、设计思路及设计方案 (2)1）16QAM调制原理 (2)2）设计思路 (2)3）设计方案 (2)二、总体电路组成与分析 (3)1）总体电路图 (3)2）总体电路分析 (3)三、子电路系统分析 (4)1）串并变换子系统 (4)3）四电平判决子系统 (8)4）4-2变换子系统 (10)5）串并转换子系统 (13)四、仿真波形 (15)1）调制部分 (15)2）.解调部分 (18)3）.星座图： (22)五、设计总结 (22)六、参考文献 (23)一、设计思路及设计方案1）16QAM调制原理在16QAM中，数据信号由相互正交的两个载波合成。
16QAM是一种矢量调制，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，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt 和sinwt）上，然后两路正交信号相加得到调制信号。
2）设计思路16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM的每个符号和周期传送4比特。
16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
这里采用正交调幅法。
3）设计方案首先，伪随机码发生器产生速率为Rb的二进制序列，此二进制码流经串一并变换器将分成两个速率为Rb／2的两电平序列，2一4电平变换器将每个速率为Rb／2的两电平序列变成速率为Rb／4，4电平信号，然后分别与两个正交的载波相乘，相加后即产生QAM信号。
QAM信号的解调器同样可以采用正交的相干解调方法。
同相I路和正交Q路的4电平基带信号用判决器判决后，分别恢复出速率等于Rb／2的二进制序列，最后经并一串变换器将两路二进制序列合成一个速率为Rb的二进制序列。
基于FPGA的16QAM调制解调
基于FPGA的16QAM调制解调器的实现组员：目录摘要3一、QAM调制原理3二、QAM的解调原理4三、16QAM调制器的实现51 系统总体框图 52 时钟分频 63 串并转换 64 差分编码和星座映射 65 DDS和线性加法器7四、QAM解调模块设计71 低通滤波器模块设计72 采样判决模块设计8五、16QAM调制器的仿真结果9四、附录121 顶层模块122 时钟分频模块133 串并转换模块144 差分模块和星座映射模块155 DDS 和加法器模块176 testbench 源程序227 用matlab 进行频谱分析23摘要QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是一种新的调制技术，它在调制过程中利用了相位和幅度两维空间资源，比只利用单一维度空间资源的PSK 和ASK 调制方式频谱利用率高，不仅如此，QAM 的星座点比PSK 的星座点更分散，星座点之间的距离因此更大，所以能提供更好的传输性能。
随着第三代移动通信的兴起，传输容量增大，多进制正交幅度调制MQAM (Multiple Quadrature Amplitude Modulation)将得到更加广泛的运用。
本文主要研究了基于FPGA 的16QAM 调制与解调的实现。
首先说明了QAM 调制和解调的原理，然后对各系统组成模块分析与仿真之后提出基于FPGA 的16QAM 调制与解调的总体设计方案。
最后用Verilog 语言编写程序完成了整个系统的仿真，并对编好的程序其进行了编译调试。
文中详细介绍了载波恢复、正交相干解调、FIR 低通滤波器和采样判决的基本原理和设计方法。
关键词：正交相干解调，混频，FPGA ，QAM一、QAM 调制原理正交幅度调制(QAM)是一种把数字信息包含在载波的振幅和相位中的数字调制方式，也是ASK 和PSK 的结合。
式(1)表示了QAM 信号，它还可用式(2)来表示在QAM 中是如何结合幅度和相位调制的。
16qam信号解调所需的信噪比
16QAM（Quadrature Amplitude Modulation）是一种常见的调制方式，其在数字通信领域有着广泛的应用。
解调则是将经过调制的信号恢复为原始信号的过程。
在16QAM信号解调中，信噪比是一个非常重要的因素，它直接影响着信号的解调质量。
本文将从信号解调的基本原理入手，深入探讨16QAM信号解调所需的信噪比。
一、信号解调的基本原理信号解调是将经过调制的信号通过解调器还原为原始信号的过程。
在数字通信中，常见的调制方式包括PSK（Phase Shift Keying），QAM等。
而16QAM则是一种常见的QAM调制方式，它将信号分为16个不同的相位和振幅组合，共有16种不同的符号。
解调时，需要根据接收到的信号，找到最接近的一个符号，从而恢复原始信号。
而解调的质量则取决于信噪比的大小。
二、信噪比的定义和意义信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）是指信号与噪声功率之比，它是衡量信号质量的重要指标。
信噪比越大，表示信号占据的功率相对于噪声更大，信号质量也就越好。
在数字通信中，信噪比直接影响着解调的精确度和误码率。
提高信噪比是提高解调质量的关键。
三、16QAM信号解调所需的信噪比在16QAM信号解调中，信噪比是决定解调质量的关键因素之一。
一般来说，信噪比越大，解调精度越高，误码率也就越低。
具体来说，16QAM信号解调所需的信噪比取决于以下几个因素：1. 符号间距（Symbol Spacing）：在16QAM中，不同符号之间的距离越大，相互干扰的可能性也就越小。
如果符号间距较大，解调器对信噪比的要求也就相对较低。
2. 带宽（Bandwidth）：信号的带宽也会影响信噪比的大小。
一般来说，带宽越宽，信号能携带的信息也就越多，此时解调器对信噪比的要求也就相对较高。
3. 功率（Power）：信号的功率大小也会直接影响信噪比的大小。
功率越大，信号所占据的比例也就越大，此时解调器对信噪比的要求也就相对较低。
16QAM的调制与解调
目录一、设计思路及设计方案 (2)1）16QAM调制原理 (2)2）设计思路 (2)3）设计方案 (3)二、总体电路组成与分析 (3)1）总体电路图 (3)2）总体电路分析 (4)三、子电路系统分析 (5)1）串并变换子系统 (5)3）四电平判决子系统 (9)4）4-2变换子系统 (11)5）串并转换子系统 (14)四、仿真波形 (16)1）调制部分 (16)2）.解调部分 (19)3）.星座图： (23)五、设计总结 (23)六、参考文献 (24)一、设计思路及设计方案1）16QAM调制原理在16QAM中，数据信号由相互正交的两个载波合成。
16QAM是一种矢量调制，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，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt和sinwt）上，然后两路正交信号相加得到调制信号。
2）设计思路16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM 的每个符号和周期传送4比特。
16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
这里采用正交调幅法。
3）设计方案首先，伪随机码发生器产生速率为Rb的二进制序列，此二进制码流经串一并变换器将分成两个速率为Rb／2的两电平序列，2一4电平变换器将每个速率为Rb／2的两电平序列变成速率为Rb／4，4电平信号，然后分别与两个正交的载波相乘，相加后即产生QAM信号。
QAM信号的解调器同样可以采用正交的相干解调方法。
同相I路和正交Q路的4电平基带信号用判决器判决后，分别恢复出速率等于Rb／2的二进制序列，最后经并一串变换器将两路二进制序列合成一个速率为Rb的二进制序列。
16QAM调制解调源代码
16QAM调制解调源代码一、M=16;k=log2(M);x=randint(30000,1);%产生二进制随机数y=modulate(modem.qammod('M',16,'InputType','Bit'),x);%调制 EbNo=-5:1:10;%信噪比s_b2d=bi2de(reshape(x,k,length(x)/k).','left-msb');%二进制变为十进制for n=1:length(EbNo)snr(n)=EbNo(n)+10*log10(k);%Ratio of symbol energy to noise power spectraldensityynoisy=awgn(y,snr(n),'measured');%加入高斯白噪声z=demodulate(modem.qamdemod('M',16,'OutputType','Bit'),ynoisy);%解调r_b2d=bi2de(reshape(z,k,length(z)/k).','left-msb');%二进制变为十进制[sym(n),sym_rate(n)]=symerr(s_b2d,r_b2d);%计算仿真误码率,不是误比特率。
theo_sym_rate(n)=(3/2*erfc(sqrt(k*0.1*(10.^(EbNo(n)/10)))))*(1-3/8*erfc(sqrt(k*0.1*(10.^(EbNo(n)/10)))));%《移动通信》P55的式子，已化简。
enddisp(sym);disp(sym_rate);semilogy(EbNo,sym_rate,'r*',EbNo,theo_sym_rate,'b-');%画图。
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。
MATLAB环境下16QAM调制及解调仿真程序说明（同名17609）
MATLAB环境下16QAM调制及解调仿真程序说明（同名17609）姓名：NikeyMATLAB环境下16QAM调制及解调仿真程序说明⼀、正交调制及相⼲解调原理框图正交调制原理框图相⼲解调原理框图⼆、MQAM调制介绍及本仿真程序的⼏点说明MQAM可以⽤正交调制的⽅法产⽣，本仿真中取M=16，即幅度和相位相结合的16个信号点的调制。
为了观察信道噪声对该调制⽅式的影响，我们在已调信号中⼜加⼊了不同强度的⾼斯⽩噪声，并统计其译码误码率。
为了简化程序和得到可靠的误码率，我们在解调时并未从已调信号中恢复载波，⽽是直接产⽣与调制时⼀模⼀样的载波来进⾏信号解调。
三、仿真结果图附源程序代码：main_plot.mclear;clc;echo off;close all;N=10000; %设定码元数量fb=1; %基带信号频率fs=32; %抽样频率fc=4; %载波频率,为便于观察已调信号，我们把载波频率设的较低Kbase=2; % Kbase=1,不经基带成形滤波，直接调制;% Kbase=2,基带经成形滤波器滤波后，再进⾏调制info=random_binary(N); %产⽣⼆进制信号序列[y,I,Q]=qam(info,Kbase,fs,fb,fc); %对基带信号进⾏16QAM调制y1=y; y2=y; %备份信号，供后续仿真⽤T=length(info)/fb; m=fs/fb; nn=length(info);dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;subplot(211);%便于观察，这⾥显⽰的已调信号及其频谱均为⽆噪声⼲扰的理想情况%由于测试信号码元数量为10000个，在这⾥我们只显⽰其总数的1/10plot(t(1:1000),y(1:1000),t(1:1000),I(1:1000),t(1:1000),Q(1:1000),[0 35],[0 0],'b:'); title('已调信号(In:red,Qn:green)');%傅⾥叶变换，求出已调信号的频谱n=length(y); y=fft(y)/n; y=abs(y(1:fix(n/2)))*2;q=find(y<1e-04); y(q)=1e-04; y=20*log10(y);f1=m/n; f=0:f1:(length(y)-1)*f1;subplot(223);plot(f,y,'r');grid on;title('已调信号频谱'); xlabel('f/fb');%画出16QAM调制⽅式对应的星座图subplot(224);constel(y1,fs,fb,fc); title('星座图');SNR_in_dB=8:2:24; %AWGN信道信噪⽐for j=1:length(SNR_in_dB)y_add_noise=awgn(y2,SNR_in_dB(j)); %加⼊不同强度的⾼斯⽩噪声y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc); %对已调信号进⾏解调numoferr=0;for i=1:Nif (y_output(i)~=info(i)),numoferr=numoferr+1;end;end;Pe(j)=numoferr/N; %统计误码率end;figure;semilogy(SNR_in_dB,Pe,'red*-');grid on;xlabel('SNR in dB');ylabel('Pe');title('16QAM调制在不同信道噪声强度下的误码率');random_binary.m%产⽣⼆进制信源随机序列function [info]=random_binary(N)if nargin == 0, %如果没有输⼊参数，则指定信息序列为10000个码元N=10000; end;for i=1:N,temp=rand;if (temp<0.5),info(i)=0; % 1/2的概率输出为0elseinfo(i)=1; % 1/2的概率输出为1endend;qam.mfunction [y,I,Q]=qam(x,Kbase,fs,fb,fc);%T=length(x)/fb; m=fs/fb; nn=length(x);dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;%串/并变换分离出I分量、Q分量，然后再分别进⾏电平映射I=x(1:2:nn-1); [I,In]=two2four(I,4*m);Q=x(2:2:nn); [Q,Qn]=two2four(Q,4*m);if Kbase==2; %基带成形滤波I=bshape(I,fs,fb/4); Q=bshape(Q,fs,fb/4);end;y=I.*cos(2*pi*fc*t)-Q.*sin(2*pi*fc*t); %调制qamdet.m%QAM信号解调function [xn,x]=qamdet(y,fs,fb,fc);dt=1/fs; t=0:dt:(length(y)-1)*dt;I=y.*cos(2*pi*fc*t);Q=-y.*sin(2*pi*fc*t);[b,a]=butter(2,2*fb/fs); %设计巴特沃斯滤波器I=filtfilt(b,a,I);Q=filtfilt(b,a,Q);m=4*fs/fb; N=length(y)/m; n=(.6:1:N)*m; n=fix(n); In=I(n); Qn=Q(n); xn=four2two([In Qn]);%I分量Q分量并/串转换，最终恢复成码元序列xn nn=length(xn); xn=[xn(1:nn/2);xn(nn/2+1:nn)]; xn=xn(:); xn=xn';bshape.m%基带升余弦成形滤波器function y=bshape(x,fs,fb,N,alfa,delay);%设置默认参数if nargin<6; delay=8; end;if nargin<5; alfa=0.5; end;if nargin<4; N=16; end;b=firrcos(N,fb,2*alfa*fb,fs);y=filter(b,1,x);two2four.m%⼆进制转换成四进制function [y,yn]=two2four(x,m);T=[0 1;3 2]; n=length(x); ii=1;for i=1:2:n-1;xi=x(i:i+1)+1;yn(ii)=T(xi(1),xi(2));ii=ii+1;end;yn=yn-1.5; y=yn;for i=1:m-1;y=[y;yn];end;y=y(:)'; %映射电平分别为-1.5；0.5；0.5；1.5 four2two.m%四进制转换成⼆进制function xn=four2two(yn);y=yn; ymin=min(y); ymax=max(y); ymax=max([ymax abs(ymin)]); ymin=-abs(ymax); yn=(y-ymin)*3/(ymax-ymin); %设置门限电平，判决I0=find(yn< 0.5); yn(I0)=zeros(size(I0));I1=find(yn>=0.5 & yn<1.5); y n(I1)=ones(size(I1));I2=find(yn>=1.5 & yn<2.5); y n(I2)=ones(size(I2))*2;I3=find(yn>=2.5); yn(I3)=ones(size(I3))*3; %⼀位四进制码元转换为两位⼆进制码元T=[0 0;0 1;1 1;1 0]; n=length(yn);for i=1:n;xn(i,:)=T(yn(i)+1,:);end;xn=xn'; xn=xn(:); xn=xn';constel.m%画出星座图function c=constel(x,fs,fb,fc);N=length(x); m=2*fs/fb; n=fs/fc;i1=m-n; i=1; ph0=(i1-1)*2*pi/n;while i <= N/m;xi=x(i1:i1+n-1);y=2*fft(xi)/n; c(i)=y(2);i=i+1; i1=i1+m;end;%如果⽆输出，则作图if nargout<1;cmax=max(abs(c));ph=(0:5:360)*pi/180;plot(1.414*cos(ph),1.414*sin(ph),'c');hold on;for i=1:length(c);ph=ph0-angle(c(i));a=abs(c(i))/cmax*1.414;plot(a*cos(ph),a*sin(ph),'r*');end;plot([-1.5 1.5],[0 0],'k:',[0 0],[-1.5 1.5],'k:');hold off; axis equal; axis([-1.5 1.5 -1.5 1.5]); end;。
matlab中16qam的解调原理
matlab中16qam的解调原理
16QAM是一种常见的调制技术，它使用16个不同的调制符号来传输数据。
解调16QAM信号的原理如下：
1. 信号接收：接收器将接收到的16QAM信号进行取样和量化，并将其转换为数字信号。
2. 同步：接收器通过同步技术来获取发送信号的时钟和载波频率。
这可以使用接收信号中的同步比特序列来实现。
3. 相干解调：接收器将接收到的16QAM信号与参考载波进行
相关处理，以检测和解析发送信号中的数据符号。
4. 解调符号：解调器使用已检测到的信号幅度和相位信息来确定每个符号的值。
这可以通过在接收信号的信噪比（SNR）处进行阈值检测来实现。
5. 解调过程中的误码修正：在解调过程中，可能会出现误码。
为了纠正错误，可以使用纠错编码和纠错解码技术。
总的来说，16QAM的解调原理是通过同步、相干解调和解调
符号等步骤将接收到的信号转换为原始的数字数据。
16QAM调制解调(MATLAB)
题目：基于MATLAB 的16QAM 及32QAM 系统的仿真原理：QAM 是一种矢量调制，将输入比特映射到一个复平面，形成复数调制信号，然后将I 信号和Q 信号（实部虚部）分量采用幅度调制，分别对应调制在相互正交的两个载波（cos t ω，sin t ω）上。
下图为MQAM 的调制原理图。
MQAM 的信号表达式：()()()cos sin 1,2,...,,0M C S C S i i T C i T C S i i s t a g t t a g t ti M t T a a ωω=-=≤≤与是具有种不同幅度的加权值上述表达式可以看出，QAM 为两个正交载波振幅相位调制的结合。
波形矢量可以表示为：()()()11221,2,...,,0i i i S s t s f t s f t i M t T =+=≤≤()()()()()()()()121102202cos,02sin ,01,2,...,1,2,...,S ST C S g T C S g T i i T i i f t g t t t T E f t g t t t T E s s t f t dt i M s s t f t dt i M ωω=≤≤=≤≤====⎰⎰ MQAM 信号最佳接收：实验仿真条件：码元数量设定为10000个，基带信号频率1HZ ，抽样频率32HZ ，载波频率4HZ 。
实验结果分析：对于QAM ，可以看成是由两个相互正交且独立的多电平ASK 信号叠加而成。
因此，利用多电平误码率的分析方法，可得到M 进制QAM 的误码率为：])(1log 3[)11(022n E L L erfc L P b e --= 式中，M L =，Eb 为每码元能量，n 0为噪声单边功率谱密度。
通过调整高斯白噪声信道的信噪比SNR （Eb/No ），可以得到如图所示的误码率图：QAM信号误码率分析10010-1率码误10-210-3信噪比可见16QAM和32QAM信号的误码率随着信噪比的增大而逐渐减小，这与理论趋势是一致的，但是存在偏差。
通原软件实验二：16QAM调制与解调
北京邮电大学通原软件实验实验二：16QAM调制与解调专业：信息工程学生姓名：×××指导教师：××完成时间：××××一、实验目的在全面理解16QAM 调制解调原理的基础上，强化信号星座图、眼图所表明的信号本质。
二、实验原理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。
图1：16QAM调制与解调原理图三、实验内容设计并实现16QAM调制与解调系统，观察各信号时域、频域波形，体会眼图、星座图的意义。
四、实验结果1、电路框图图2：系统电路框图2、元件参数编号属性类型参数设置0 Source PN Seg Amplitude=3V,Rate=50Hz,No.Levels=41 Source PN Seg Amplitude=3V,Rate=50Hz,No.Levels=42 Source Sinusoid Amplitude=1V,Frequency=500Hz3 Multiplier ————4 Multiplier ————5 Adder ————6 Sink Analysis ——7 Sink Analysis ——8 Source Gauss Noise Std Deviation=0.1V9 Sink Analysis ——10 Source Sinusoid Amplitude=1V,Frequency=500Hz11 Multiplier ————12 Multiplier ————13 Operator Linear SysNo.of Poles=7,Low Cottoff=100HzFilters14 Operator Linear SysNo.of Poles=7,Low Cottoff=100HzFilters15 Sink Analysis ——16 Sink Analysis ——17 Sink Analysis ——18 Sink Analysis ——19 Sink Analysis ——20 Sink Analysis ——21 Sink Analysis ——图3：元件参数列表3、仿真波形①输入信号Ⅰ时域波形图4：四电平PIN码、高频载波、高斯噪声时域波形图5：四电平PIN码、高频载波、高斯噪声频域波形②中间信号Ⅰ时域波形图6：已调信号、加噪信号、解调信号时域波形图7：已调信号、正交叠加信号频域波形③输出信号Ⅰ时域信号图8：输出信号时域波形④星座图图10：输出信号星座图⑤眼图图11：输出信号眼图五、实验分析1、高斯噪声的幅度在实验中，一开始由于高斯噪声的均值相对于输入信号来说太大了，所以得不到想要的额结果。
设计目的1掌握16QAM调制与解调原理2熟悉并掌握matlab
一、设计目的1 掌握16QAM调制与解调原理。
2 熟悉并掌握matlab软件使用方法3 设计16QAM调制与解调观察同相支路、正交支路波形。
二、QAM的产生为了满足现代通信系统对传输速率和带宽提出的新要求。
人们不断地推出一些新的数字调制解调技术。
正交幅度调制解调(quadrature ampli-tude modula tion and demodulation)就是一种高效的数字调制解调方式。
与其它调制技术相比，这种调制解调技术能充分利用带宽，且具有抗噪声能力强等优点。
因而在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信等领域得到广泛应用。
三、QAM调制与解调原理1、调制原理正交振幅调制（QAM）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。
正交振幅调制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。
在MPSK体制中，随着M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，是噪声容限随之减小，误码率难以保证。
为了改善在M的时的噪声容限，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S(k)=Akcos(Wt+Q) kT<t<=(k+1)T16QAM信号的产生方法主要有两种。
第一种是正交调幅法，即用两路独立的正交4ASK信号叠加，形成16QAM信号。
第二种是复合相移法，他用两路独立的QPSK 信号叠加，形成16QAM 信号。
基带信号经过串并变换后转化为IQ 两路并行数据流，该并行数据流的宽度为4 bit ，其中高位的1 bit 映射到内外圆，低位的3bit 映射到内(外)圆上，这样就形成如图2所示的星型星座图。
差分编码后的数据经过成型滤波器后和相互正交的正弦或余弦载波进行调制，被调制后的I Q 路正交信号再进行矢量相加，即可形成调制信号输出。
MATLAB环境下16QAM调制及解调仿真程序说明
姓名：NikeyMATLAB环境下16QAM调制及解调仿真程序说明一、正交调制及相干解调原理框图正交调制原理框图相干解调原理框图二、 MQAM调制介绍及本仿真程序的几点说明MQAM可以用正交调制的方法产生，本仿真中取M=16，即幅度和相位相结合的16个信号点的调制。
为了观察信道噪声对该调制方式的影响，我们在已调信号中又加入了不同强度的高斯白噪声，并统计其译码误码率。
为了简化程序和得到可靠的误码率，我们在解调时并未从已调信号中恢复载波，而是直接产生与调制时一模一样的载波来进行信号解调。
三、仿真结果图附源程序代码：main_plot.mclear;clc;echo off;close all;N=10000; %设定码元数量fb=1; %基带信号频率fs=32; %抽样频率fc=4; %载波频率,为便于观察已调信号，我们把载波频率设的较低Kbase=2; % Kbase=1,不经基带成形滤波，直接调制;% Kbase=2,基带经成形滤波器滤波后，再进行调制info=random_binary(N); %产生二进制信号序列[y,I,Q]=qam(info,Kbase,fs,fb,fc); %对基带信号进行16QAM调制y1=y; y2=y; %备份信号，供后续仿真用T=length(info)/fb; m=fs/fb; nn=length(info);dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;subplot(211);%便于观察，这里显示的已调信号及其频谱均为无噪声干扰的理想情况%由于测试信号码元数量为10000个，在这里我们只显示其总数的1/10plot(t(1:1000),y(1:1000),t(1:1000),I(1:1000),t(1:1000),Q(1:1000),[0 35],[0 0],'b:'); title('已调信号(In:red,Qn:green)');%傅里叶变换，求出已调信号的频谱n=length(y); y=fft(y)/n; y=abs(y(1:fix(n/2)))*2;q=find(y<1e-04); y(q)=1e-04; y=20*log10(y);f1=m/n; f=0:f1:(length(y)-1)*f1;subplot(223);plot(f,y,'r');grid on;title('已调信号频谱'); xlabel('f/fb');%画出16QAM调制方式对应的星座图subplot(224);constel(y1,fs,fb,fc); title('星座图');SNR_in_dB=8:2:24; %AWGN信道信噪比for j=1:length(SNR_in_dB)y_add_noise=awgn(y2,SNR_in_dB(j)); %加入不同强度的高斯白噪声y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc); %对已调信号进行解调numoferr=0;for i=1:Nif (y_output(i)~=info(i)),numoferr=numoferr+1;end;end;Pe(j)=numoferr/N; %统计误码率end;figure;semilogy(SNR_in_dB,Pe,'red*-');grid on;xlabel('SNR in dB');ylabel('Pe');title('16QAM调制在不同信道噪声强度下的误码率');random_binary.m%产生二进制信源随机序列function [info]=random_binary(N)if nargin == 0, %如果没有输入参数，则指定信息序列为10000个码元 N=10000;end;for i=1:N,temp=rand;if (temp<0.5),info(i)=0; % 1/2的概率输出为0elseinfo(i)=1; % 1/2的概率输出为1endend;qam.mfunction [y,I,Q]=qam(x,Kbase,fs,fb,fc);%T=length(x)/fb; m=fs/fb; nn=length(x);dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;%串/并变换分离出I分量、Q分量，然后再分别进行电平映射I=x(1:2:nn-1); [I,In]=two2four(I,4*m);Q=x(2:2:nn); [Q,Qn]=two2four(Q,4*m);if Kbase==2; %基带成形滤波I=bshape(I,fs,fb/4); Q=bshape(Q,fs,fb/4);end;y=I.*cos(2*pi*fc*t)-Q.*sin(2*pi*fc*t); %调制qamdet.m%QAM信号解调function [xn,x]=qamdet(y,fs,fb,fc);dt=1/fs; t=0:dt:(length(y)-1)*dt;I=y.*cos(2*pi*fc*t);Q=-y.*sin(2*pi*fc*t);[b,a]=butter(2,2*fb/fs); %设计巴特沃斯滤波器I=filtfilt(b,a,I);Q=filtfilt(b,a,Q);m=4*fs/fb; N=length(y)/m; n=(.6:1:N)*m; n=fix(n);In=I(n); Qn=Q(n); xn=four2two([In Qn]);%I分量Q分量并/串转换，最终恢复成码元序列xnnn=length(xn); xn=[xn(1:nn/2);xn(nn/2+1:nn)];xn=xn(:); xn=xn';bshape.m%基带升余弦成形滤波器function y=bshape(x,fs,fb,N,alfa,delay);%设置默认参数if nargin<6; delay=8; end;if nargin<5; alfa=0.5; end;if nargin<4; N=16; end;b=firrcos(N,fb,2*alfa*fb,fs);y=filter(b,1,x);two2four.m%二进制转换成四进制function [y,yn]=two2four(x,m);T=[0 1;3 2]; n=length(x); ii=1;for i=1:2:n-1;xi=x(i:i+1)+1;yn(ii)=T(xi(1),xi(2));ii=ii+1;end;yn=yn-1.5; y=yn;for i=1:m-1;y=[y;yn];end;y=y(:)'; %映射电平分别为-1.5；0.5；0.5；1.5four2two.m%四进制转换成二进制function xn=four2two(yn);y=yn; ymin=min(y); ymax=max(y); ymax=max([ymax abs(ymin)]); ymin=-abs(ymax); yn=(y-ymin)*3/(ymax-ymin);%设置门限电平，判决I0=find(yn< 0.5); yn(I0)=zeros(size(I0));I1=find(yn>=0.5 & yn<1.5); yn(I1)=ones(size(I1));I2=find(yn>=1.5 & yn<2.5); yn(I2)=ones(size(I2))*2;I3=find(yn>=2.5); yn(I3)=ones(size(I3))*3; %一位四进制码元转换为两位二进制码元T=[0 0;0 1;1 1;1 0]; n=length(yn);for i=1:n;xn(i,:)=T(yn(i)+1,:);end;xn=xn'; xn=xn(:); xn=xn';constel.m%画出星座图function c=constel(x,fs,fb,fc);N=length(x); m=2*fs/fb; n=fs/fc;i1=m-n; i=1; ph0=(i1-1)*2*pi/n;while i <= N/m;xi=x(i1:i1+n-1);y=2*fft(xi)/n; c(i)=y(2);i=i+1; i1=i1+m;end;%如果无输出，则作图if nargout<1;cmax=max(abs(c));ph=(0:5:360)*pi/180;plot(1.414*cos(ph),1.414*sin(ph),'c');hold on;for i=1:length(c);ph=ph0-angle(c(i));a=abs(c(i))/cmax*1.414;plot(a*cos(ph),a*sin(ph),'r*');end;plot([-1.5 1.5],[0 0],'k:',[0 0],[-1.5 1.5],'k:'); hold off; axis equal; axis([-1.5 1.5 -1.5 1.5]); end;。
(完整版)实验五16QAM调制与解调实验
实验五16QAM调制与解调实验【实验目的】使学生了解16QAM的调制与解调原理；能够通过MATLAB对其进行调制和解调；比较解调前后功率谱密度的差别。
【实验器材】装有MATLAB软件的计算机一台【实验原理】1. 16QAM 是用两路独立的正交4ASK 信号叠加而成，4ASK 是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
它是2ASK 体制的推广，和2ASK 相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。
2. 正交幅度调制是利用多进制振幅键控(MASK)和正交载波调制相结合产生的。
16 进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM 的产生有2 种方法:(1)正交调幅法，它是有2 路正交的四电平振幅键控信号叠加而成;(2)复合相移法:它是用2 路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
3. 16QAM 信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM 信号进行正交相干解调，一路与cosωc t 相乘，一路与sinωc t 相乘。
然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF 滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器LPF 输出经抽样判决可恢复出电平信号。
【实验内容与步骤】1. MATLAB软件的设置：对路径的设置，设置成路径指向comm2文件夹；2. 在命令行输入start指令，然后输入num值，如3，之后按照内容3输入参考代码。
3. 新建一个扩展名为M的文件，输入以下程序：M=16;k=log2(M);x=randint(30000,1);%产生二进制随机数y=modulate(modem.qammod('M',16,'InputType','Bit'),x);%调制EbNo=-5:1:10;%信噪比s_b2d=bi2de(reshape(x,k,length(x)/k).','left-msb');%二进制变为十进制for n=1:length(EbNo)snr(n)=EbNo(n)+10*log10(k);%Ratio of symbol energy to noise power spectral densityynoisy=awgn(y,snr(n),'measured');%加入高斯白噪声z=demodulate(modem.qamdemod('M',16,'OutputType','Bit'),ynoisy);%解调r_b2d=bi2de(reshape(z,k,length(z)/k).','left-msb');%二进制变为十进制[sym(n),sym_rate(n)]=symerr(s_b2d,r_b2d);%计算仿真误码率,不是误比特率。
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16QAM调制与解调
一、实验目的
1 掌握16QAM调制与解调原理。
2 掌握systemview仿真软件使用方法
3 设计16QAM调制与解调仿真电路，观察同相支路、正交支路波形及16QAM 星座图。
二、仿真环境
Windows98/2000/XP
SystemView5.0
三、16QAM调制解调原理方框图
1．16QAM调制原理
16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。
16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
这里采用正交调幅法。
16QAM正交调制的原理如下图1所示。
图1 16QAM 调制器
图中串/并变换器将速率为R b 的二进制码元序列分为两路,速率为R b /2.2-4电平变换为R b /2的二进制码元序列变成速率为R S =R b /log 216的4个电平信号,4电平信号与正交载波相乘,完成正交调制,两路信号叠加后产生16QAM信号.在两路速率为R b /2的二进制码元序列中,经2-4电平变换器输出为4电平信号,即M=16.经4电平正交幅度调制和叠加后,输出16个信号状态,即16QAM. R S =R b /log 216=R B /4.
2.16QAM 解调原理
16QAM 信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM 信号进行正交相干解调，一路与t c ωcos 相乘，一路与t c ωsin 相乘。
然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF 滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器LPF 输出经抽样判决可恢复出电平信号。
16QAM 正交相干解调如图2所示。
QAM
图2 16QAM 正交相干解调
四、16QAM 正交调制解调仿真电路
1．仿真参数设置
1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==T R B 波特，这里
省去了2-4电平转换电路，载频设为Hz f s 20=。
(说明：载频设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间。
)
s f 2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率
应大于等于10倍的载频。
本次仿真取10，即200Hz
s f 3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。
为能够清晰观察同相支路和正交支路中每个码元波形及16QAM 信号的星座图，在仿真时对系统Stop time 必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stop time=6T~8T，这时可以清楚地观察到同相支路和正交支路中每个码元波形；第二次设置一般取系统Stop time=1000T~5000T，这时可以清楚地观察到16QAM 信号的星座图。
2．16QAM 信号正交调制与解调的仿真电路图
16QAM 信号正交调制与解调的仿真电路如图3所示。
图3 16QAM信号正交调制与解调 五、仿真结果参考
1．四进制基带码元波形（PN序列 Levels=4）
图4 四进制基带码元波形
2．同相支路、正交支路输出信号波形：
图5 同相支路输出波形
图6 正交支路输出波形
3．16QAM解调输出波形
4．16QAM星座图
分析：解调输出后波形与信号输入的波形基本保持一致，延迟了两个码元的时间。
虽有一点延迟的现象但并不影响实验的仿真效果。
六、自行搭建调试仿真电路，完成设计任务。