基于SystemView的正交幅度调制16QAM仿真实验
基于SYSTEMVIEW的QAM调制与解调的仿真研究
基于SYSTEMVIEW的QAM调制与解调的仿真研究随着无线通信技术的不断发展，调制解调技术在数字通信中起着至关重要的作用。
其中，QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制方式是一种常用的调制技术，具有较高的数据传输速率和抗干扰能力。
为了更好地理解和研究QAM调制与解调技术，本文将基于SYSTEMVIEW软件进行仿真研究。
1.系统模型搭建首先，需要搭建QAM调制系统的仿真模型。
在SYSTEMVIEW软件中，可以使用信号源模块生成基带信号，然后通过QAM调制器模块将基带信号调制成QAM信号。
接收端则需要使用QAM解调器模块将接收到的QAM信号解调成基带信号，最后通过信号处理模块实现数据的处理和分析。
整个系统包括了调制器、解调器、信号处理器等多个部分，相互协作完成信号的传输和处理过程。
2.仿真参数设置在搭建系统模型之后，需要设置仿真参数以进行实验。
主要包括QAM调制方式（如16QAM、64QAM等）、信号源的参数设置（如频率、幅度等）、信道的噪声模型（如加性高斯白噪声）、仿真时间等。
通过调整这些参数，可以观察系统在不同条件下的性能表现，如误码率、信噪比等。
3.仿真实验分析进行实验时，可以观察QAM信号在调制和解调过程中的波形、频谱等特征，同时还可以通过误码率曲线、信噪比曲线等指标来评价系统的性能。
对于不同的QAM调制方式和信道条件，可以比较它们在传输效率和抗干扰能力上的区别，从而为实际应用提供参考。
4.优化与改进在仿真实验的基础上，还可以进一步对系统进行优化和改进。
例如，可以尝试不同的调制方式、信号处理算法、信道编解码方案等，以提高系统的性能和稳定性。
通过反复的仿真和实验，可以逐步完善QAM调制系统，使其更适合现代通信需求。
综上所述，基于SYSTEMVIEW的QAM调制与解调的仿真研究能够帮助我们更深入地理解这一调制技术的原理和应用，为无线通信领域的研究和发展提供有益的参考和支持。
通信系统仿真—16QAM
《通信系统仿真》课程设计16QAM调制解调模型及SystemView仿真16QAM正交幅度调制解调模型及System View仿真摘要：正交幅度调制（MQAM）是用两个正交的载波分别以幅度键控独立地传送两路数字信息的一种方式。
本文通过建立16QAM调制解调模型，从理论上解释16QAM的调制解调原理,并采用System View 软件进行仿真,对两种模型的仿真过程及结果进行分析。
关键词：16QAM；正交幅度调制；相干解调。
引言：单独使用幅度或相位携带信息时，不能最充分地利用信号平面，这点可以从矢量图中信号矢量端点的分布直观地观察到。
采用MASK调制时，矢量端点在一条轴上分布，采用MPSK调制时矢量端点在一个圆上分布。
随着M 增大，这些矢量端点之间的最小欧氏距离也随之减小。
为了充分利用信号平面，需要将矢量端点重新合理分配，这样就可以在不减少最小欧氏距离情况下增加信号矢量短点数目，提高频带利用率。
由此引出一种幅度与相位相结合的调制方式——QAM，即正交幅度调制。
一、QAM调制的原理。
QAM调制是利用正交载波对两路信号分别进行双边带抑制载波调幅形成的。
它利用两个已调载波信号在相同频带内的频谱正交特性，来实现两路并行的、独立的数字信息传输。
从星座图的角度来说，这种方式将幅度与相位参数结合起来，充分地利用整个信号平面，将矢量端点重新合理地分布；因此，可以在不减小各端点位置最小距离的情况下，增加信号矢量的端点数目，提高系统的抗干扰能力。
目前，正交幅度调制正得到日益广泛的应用，其中最常用的就是MQAM。
1、QAM调制的原理如图1—1所示：图1—1 QAM调制原理图2、QAM的解调原理如图1—2所示：图1—2 QAM解调原理图二、QAM调制解调在SystemView环境下的仿真。
1、QAM调制解调的仿真模型如图2—1所示：图2—1 QAM仿真模型图2、图中各图符的设置如表1所示，系统时间设置：采样点数为1024，采三、结果分析。
基于SystemView的16QAM调制解调系统的设计与仿真
2007年第12期，第40卷 通 信 技 术 Vol.40，No.12,2007 总第192期Communications Technology No.192,Totally基于SystemView的16QAM调制解调系统的设计与仿真吕海军①， 陈前斌①， 吴小平②（①重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065；②中国联通重庆分公司，重庆 400042）【摘 要】正交幅度调制QAM (Quadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势，成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。
文中介绍了QAM 调制解调原理，提出了一种基于SystemView的16QAM系统调制解调方案，对16QAM系统的星座图和误码率进行了仿真。
仿真结果证明该系统设计方案简易可行，对于QAM相关产品研发和QAM深入理论研究以及电子教学都具有一定的理论和实践指导意义。
【关键词】16 Quadrature Amplitude Modulation；原理；调制解调；SystemView；仿真【中图分类号】TN911 【文献标识码】B 【文章编号】1002-0802(2007)12-0113-03Design and Simulation of the 16QAM Modulation /Demodulation SystemBased on the SystemViewLV Hai-jun①， CHEN Qian-bin①， WU Xiao-Ping②(①Communications and Information Engineering Institute of Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065, China; ②Filiale of China Unicom, Chongqing 400042, China)【Abstract】Because of its multiple advantages, such as high frequency spectrum utilization ratio and high power spectrum density, etc, QAM (Quadrature Amplitude Modulation) has become the major choice scheme for wide band wireless access and wireless video communications. In this paper, the principle of QAM modulation /demodulation is described. Then, a simulation scheme for the 16QAM modulation /demodulation system based on the SystemView platform is proposed. Finally, simulation of the constellation chart and the BER(Bit Error Rate) chart of the 16QAM system is given. Simulation results indicate that this system design scheme is both simple and feasible, and is of ghidance to the development of related QAM products, including in-depth theory research and electronic teaching.【Key words】16QAM; principle; modulation /demodulation; systemView; simulation0 引言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。
16QAM调制与解调
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/XPSystemView5.0三、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。
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。
基于SystemView的正交幅度调制16QAM仿真实验
《通信软件》课程设计报告设计题目基于SystemView的正交幅度调制16QAM仿真实验指导教师职称姓名学号日期基于SYSTEM VIEW 的正交幅度调制16QAM仿真实验XXXXXXXX 200X级X班XXXXX XXXXXXX指导老师XXXX 讲师摘要本文提出了在SystemView仿真环境下，实现正交幅度调制16QAM的调制解调仿真。
QAM就是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同频调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。
由于采用了幅度调制与解调，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。
关键词SystemView 正交幅度调制解调1.设计任务及主要技术指标和要求根据所选的题目建立相应的数学模型。
在SystemView 仿真环境下，从各种功能库中选取，拖动可视化图符，组建系统，在信号源图符库，算子图符，函数图符库，信号接收器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符托到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。
设置，调整参数，实现系统模拟。
设置观察窗口，分析模拟数据和波形。
2.概述由于通信信道受频道限制，多年来，人们不断探索提高频带利用率的措施，包括M 进制（M>2）调制方式的研究。
一般说，多进制的AM和PM都能够在相同的频带内以更快的速率来传送信息。
但是，M进制技术能够提高频带利用率是以其功率利用率为代价的。
因为随着M值增加，信号空间图中的各点最小距离减小，相应的判决区也减小，因而，当信号受噪声干扰时，接收信号的错误率也增大了。
振幅相位联合键控(APK)在M较大的情况下，不仅可以提高系统的频带利用率，而且还能获得较好的功率利用率，且设备组成也比较简单。
选择信号的不同振幅，不同相位，进行不同的组合安排，可获得各类APK信号。
QAM就是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同频调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。
由于采用了幅度调制与解调，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。
16QAM调制系统仿真
16QAM 调制系统仿真1.QAM 简介正交幅度调制（QAM ，Quadrature Amplitude Modulation ）是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。
这两个载波通常是相位差为90度（π/2）的正弦波，因此被称作正交载波。
这种调制方式因此而得名。
QAM 是一种振幅和相位联合键控。
MPSK 和MDPSK 等相移键控的带宽和功率方面都具有优势，即带宽占用小和比特噪声比要求低。
但是，在MPSK 体制中，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，误码率难以保证。
为了改善在M 大时的噪声容限，发展出了QAM 体制。
在QAM 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 Tωθ=+<≤+ （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 tθωθω=- （2—2） 令 Xk = Akcos θk ， Yk = -Aksin 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。
从式（2—3）看出，()k s t 可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。
在式（2—1）中，若θk 值仅可以取π/4和-π/4，Ak 值仅可以取+A 和-A ，则此QAM 信号就成为QPSK 信号，如下图所示：所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。
有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：图中用黑点表示每个码元的位置，并且示出它是由两个正交矢量合成的。
类似地，有64QAM 和256QAM等QAM信号，它们总称为MQAM ，调制。
由于从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。
基于SystemView的通信原理软件实验
通信原理实验报告题目：基于SystemView的通信原理软件实验实验一 低通抽样定理的验证1、 实验目的：1、 利用SystemView 模拟来验证低通抽样定理。
2、 熟悉SystemView 的基本操作，学会基本的分析方法。
2、 实验原理：奈奎斯特第一准则：∑∞-∞==+m s s T T m H )2(πω，sT πω≤||该式的物理意义是: 基带系统的传输特性沿ω轴平移sT mπ2),2,1,0( ±±=m 再相加起来，在区间),(ss T T ππ-叠加的结果为一条水平直线，即为一固定数值。
则理想低通信道的最高码元传输速率等于2W Baud 。
抽样定理是模拟信号数字化的理论基础，对上限频率为f H 的低通型信号，低通抽样定理要求抽样频率应满足： 其中，对于恒定频谱的冲激函数，通过低通滤波产生低通型信号，再进行低通抽样，最后滤波重建原始信号。
仿真分析时，三路信号的频率分别设为10Hz 、12Hz 和14Hz ，设置低通滤波器的上限频率为14Hz ，，低通抽样频率选为50Hz 。
3、 实验步骤：(一)设置“时间窗”参数：● 运行时间：Start Time: 0秒；Stop Time: 1.5秒； ● 采样频率：Sample Rate= 100Hz 。
(二)创建的仿真分析系统图：Hs f f 2≥(三)参数配置●信源：3组正弦，f1=10Hz.f2=12Hz.f3=14Hz●抽样：f= 50Hz●模拟低通滤波器：截止频率=50Hz●加法器：将3个信源信号叠加●乘法器：加入抽样●3个分析窗：三路正弦相加获得的原信号、抽样获得的信号和恢复后获得的信号(四)运行并观察结果4、实验结果：运行后，获得的实验结果如下所示：分别为三路正弦相加获得的原信号、抽样获得的信号和恢复后获得的信号5、实验分析与讨论：当抽样频率小于最高频率的2倍时，由于无法获得原信号一个周期内的完整信息，所以在对信号恢复的会产生误差，如图显示会将两个波峰相连，形成一个波峰，而丢失掉原信号的信息，无法无失真的恢复。
基于Systemview的16QAM系统仿真设计与分析
基于Systemview的16QAM系统仿真设计与分析作者：杨波来源：《数字技术与应用》2020年第09期摘要：正交幅度调制是一种矢量调制技术，同时利用载波的幅度和相位来传输基带信号信息。
因其在一定条件下可实现更高的频带利用率，抗噪声能力强且实现技术简单而广泛应用于有线电视、卫星通信、移动通信等系统中[1]。
关键词：正交幅度调制;频带利用率;抗噪声能力中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）09-0018-021 16QAM调制解调原理16QAM的调制思想是通过串-并转换电路先将信息速率为Rb的高速数据流分成两路速率为0.5Rb的低速数据流，经2-4電平转换与相互正交的载波信号进行调制后叠加而成[2]。
16QAM信号叠加高斯噪声后，经解调后通过低通滤波器滤除无用信号，再经门限判决4-2电平转换电路后，经并-串转换电路还原基带信号。
16QAM调制解调框图如图1所示。
2 系统仿真与分析为便于观察分析，系统时钟设为1MHz，16QAM调制解调仿真电路如图2所示。
2.1 调制系统参数设置将基带信号Token0频率设为1kHz，脉冲宽度0.5ms。
伪随机序列生成器Token1寄存器长度设为10，寄存器抽头为3-10。
串-并转换子系统中，用Token3产生时钟信号控制两个D触发器Token12与Token6交替传输Token5输入的串行信号，转换成I、Q两路并行信号。
从仿真波形来看，基带信号波形前20ms数据为11011 11000 01000 10100，I、Q两支路信号信息速率降低为基带信号的一半，由于信号处理延时影响，I、Q两支路信号前均有0码出现。
经波形分析，前20ms I支路信号数据为10110 00000;Q支路信号数据为11100 10110，可以看出基带信号奇数位传输给了I支路，偶数位传输给了Q支路。
串-并转换电路虽能降低信息速率便于调制，但是还是不能满足高速率传输需求，需再将两路信号分别进行2-4进制转换，进一步降低信息速率，与串-并转换子系统相比，2-4转换子系统将两路D触发器输出的信号分别通过了两个单刀双掷开关电路。
基于Systemview的16QAM系统设计
基于Systemview的16QAM系统设计
李岩;王璐;刘金松
【期刊名称】《中国新通信》
【年(卷),期】2017(019)002
【摘要】正交幅度调制实际上就是振幅和相位联合的调制的方式。
由于QAM不
能单独对一路信号进行调制，所以分成多路，从而形成多进制的QAM调制。
根据以往的验结果得出的结论是：当进制数也就是M越大，多进制QAM调制信号的
频带利用率就越高，当就是说已调信号会随着数字基带信号的变化而发生变化。
其它的数字调制系统一样，调制的信号也是随着输入的数字基带信号发生变化而变化。
【总页数】2页(P60-61)
【作者】李岩;王璐;刘金松
【作者单位】无棣县国土资源局;山东卫测地理信息科技有限公司;山东卫测地理信
息科技有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
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3.基于Quartus的16QAM调制系统设计 [J], 易阳;陈安;何雨东;宋晋
4.基于Quartus的16QAM调制系统设计 [J], 易阳;陈安;何雨东;宋晋;
5.基于Systemview的16QAM系统仿真设计与分析 [J], 杨波
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基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告
邮电大学实验报告题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告班级：2011211126专业：信息工程：序号：27成绩：实验一：验证抽样定理一、实验目的1、掌握抽样定理2. 通过时域频域波形分析系统性能二、实验原理低通滤波器频率与m（t）相同三、实验步骤1. 要求三个基带信号相加后抽样，然后通过低通滤波器恢复出原信号。
2. 连接各模块完成系统，同时在必要输出端设置观察窗。
3. 设置各模块参数。
三个基带信号的频率从上到下分别设置为11hz、20hz、29hz。
抽样信号频率设置为40hz、120hz、250hz。
将低通滤波器频率设置为30hz，则将恢复第三个信号进行系统定时设置，起始时间设为0，终止时间设为1s.抽样率设为1khz。
3.观察基带信号、抽样后的信号、最终恢复的信号波形四、实验结果下边所示三个图分别为抽样频率是120hz(刚好等于两倍信号频率)，250hz （>120hz），40hz(<120hz时输入与输出信号的波形图。
等于50HZ时等于120HZ时等于250HZ时五、实验讨论由上图可知，当抽样信号频率大于等于两倍输入信号的频率时，所得到的输出信号波形无失真。
当抽样信号频率小与两倍输入信号的频率时，输出波形有较大失真。
这恰能验证了抽样定理，达到了实验的目的。
六、实验建议、意见通过这次实验，我进一步了解了抽样定理的意义和作用，同时也学习了system view软件的一些用法，了解了软件的一些基本的功能。
对于抽样定理，我加深的认识是,在实验过设置采样频率和低通滤波器的频率这，将理论知识用到了实际去，并且也理解了抽样定理的原理。
实验二: 奈奎斯特第一准则一、实验目的（1）理解无码间干扰数字基带信号的传输；（2）掌握升余弦滚降滤波器的特性；（3）通过时域、频域波形分析系统性能。
二、实验原理在现代通信系统中，码元是按照一定的间隔发送的，接收端只要能够正确地恢复出幅度序列，就能够无误地恢复传送的信号。
实验 正交幅度调制16QAM
实验五正交幅度调制16QAM一概述由于通信信道受频带的限制，必须不断提高频带利用率，如M（M>2）调制方式的研究。
一般说来，多进制都能在相同频带内以更快的速率来传递信息，但是，随着M的增加，信号空间图中的各点最小距离减小，相应的判决区也减小，从而信号的可靠性降低了。
要保证可靠性，必须提高发射功率。
振幅相位联合键控（APK）在M较大的情况下，不仅可以提高系统的频带利用率，且设备简单。
16QAM是APK的一种实现方式，是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同步调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。
由于采用了幅度调制与解调，不但设备简单，且在频带和功率利用上也最有效。
但16QAM不属于恒定包络调制方式，因而不适用于具有非线性部件的信道。
二原理及框图16QAM第i个信号的表达示为：Si(t)=Aicos(ω0t+φi) I=1,2,….1 调制部分：16QAM的产生有两种方法：正交调幅法：它是用两路正交的4电平ASK信号叠加而成；复合相移法：它是用两路正交的4电平PSK信号叠加而成；在这里采用正交调幅法。
原理框图如下：cosωt2解调部分由于是采用正交调幅法，所以它的解调器必是一个正交相干解调器。
三步骤1根据16QAM调制解调原理,用Systemview软件建立一个仿真电路:2元件参数配置Token0,3 基带信号—PN码序列（频率=50HZ；电平=2）Token 2,5,7,8 相乘器Token 4,15 载波（频率=1000HZ，[4]正弦，[15]余弦） Token 9,10 模拟低通滤波器（极点数=9，截止频率=275HZ） Token 6 相加器Token 1,11,12,13,14 信号观察点—分析窗3运行时间设置运行时间= 1秒；采样频率=8000HZ 4运行系统在系统窗运行系统后，转到分析窗观察所设五个点的波形。
5在分析窗内绘出星座图四16QAM运行结果1 调制信号波形放大后如图：2 原信号和解调后的信号3 绘出的星座图如下由以上可以看出16QAM信号采用幅度和相位联合调制，它们分别携带信息，能充分利用信号平面，从而使有效性和可靠性都得到提高。
北邮通信原理实验 基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告
北京邮电大学实验报告题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告班级：2013211124专业：信息工程姓名：曹爽成绩：目录实验一：抽样定理 (3)一、实验目的 (3)二、实验要求 (3)三、实验原理 (3)四、实验步骤和结果 (3)五、实验总结和讨论 (9)实验二：验证奈奎斯特第一准则 (10)一、实验目的 (10)二、实验要求 (10)三、实验原理 (10)四、实验步骤和结果 (10)五、实验总结和讨论 (19)实验三：16QAM的调制与解调 (20)一、实验目的 (20)二、实验要求 (20)三、实验原理 (20)四、实验步骤和结果 (21)五、实验总结和讨论 (33)心得体会和实验建议 (34)实验一：抽样定理一、 实验目的1. 掌握抽样定理。
2. 通过时域频域波形分析系统性能。
二、 实验要求改变抽样速率观察信号波形的变化。
三、 实验原理一个频率限制在0f 的时间连续信号()m t ，如果以012S T f的间隔进行等间隔均匀抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全还原确定。
四、 实验步骤和结果1. 按照图1.4.1所示连接电路，其中三个信号源设置频率值分别为10Hz 、15Hz 、20Hz ，如图1.4.2所示。
图1.4.1 连接框图图1.4.2 信号源设置，其余两个频率值设置分别为15和202.由于三个信号源最高频率为20Hz，根据奈奎斯特抽样定理，最低抽样频率应为40Hz，才能恢复出原信号，所以设置抽样脉冲为40Hz，如图1.4.3。
图1.4.3 抽样脉冲设置3.之后设置低通滤波器，设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器（其他类型的低通滤波器也可以，影响不大），截止频率设置为信号源最高频率值20Hz，如图1.4.4。
图1.4.4 滤波器设置4.为了仿真效果明显，设置系统时间如图1.4.5所示。
图1.4.5 系统时间设置5.之后开始仿真，此时选择抽样速率恰好等于奈奎斯特抽样频率，仿真结果如图1.4.6所示，图中最上面的Sink4是相加后的输入信号波形，中间的Sink8是输入信号乘以抽样脉冲之后的波形，最下面的Sink9是低通滤波恢复后的波形。
北邮通信原理软件实验报告实验-16QAM
实验二、16QAM调制【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。
【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。
【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。
【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）：【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。
【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。
SystemView16进制正交振幅调制(16QAM)
例十：16进制正交振幅调制（16QAM ）一、实验原理在系统带宽一定的条件下，多进制调制的信息传输速率比二进制高。
也就是说，多进制调制系统的频带利用率高。
但是，多进制调制系统频带利用率的提高是通过牺牲功率利用率来换取的。
因为随着M 值的增加，在信号空间中各信号点间的最小距离减小，相应的信号判决区域也随之减小。
因此，当信号受到噪声和干扰的损害时，接收信号错误概率也将随之增大。
振幅相位联合键控（APK ）方式就是为了克服上述问题而提出来的。
在这种调制方式下，当M 值较大时，可以获得较好的功率利用率。
16进制的正交振幅调制（16QAM ），就是一种振幅相位联合键控信号。
所谓的正交调制（QAM ）就是用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱的正交性来实现两路并行的数字信息的传输。
16QAM 系统方框图为：1．调制部分16QAM 的产生有两种方法：（1）正交调幅法：它是用两路正交的四电平振幅键控信号叠加而成。
（2）复合相移法：它是用两路独立的四相移相键控信号叠加而成。
本实验采用正交调幅法。
实验中省略了串并变换和并串变换部分，而用两路独立的四电平基带信号代替。
× 载波 提取 × t c ωcos t c ωsin 串/并 转 换 2－4 电平转换2－4 电平转换二进制 输 入 × Σ × 低通 低通 并/串 转 换 二进制 输 出 图2.10.1 16QAM 调制解调系统组成图2.10.2 16QAM 系统仿真电路参数设置Token0、1：信号发生器—PN码序列（Amplitude=1，Rate=50Hz，No.Levels=4）Token6、10：信号发生器—正弦载波（Amplitude=1，frequency=1000Hz，phase=0）Token9：高斯噪声发生器Token13、14：模拟低通滤波器（截止频率=225Hz）1．运行时间的设置运行时间=1.5秒采样频率：10000赫兹2．运行系统在System View系统窗内运行电路，观察各信号接收器的波形。
基于system--view的am调制解调系统的仿真设计与分析--大学毕业设计论文
通信原理方案设计报告学号：学号：130******** 130********题目：基于System View 的AM 调制 解调系统的仿真设计与分析解调系统的仿真设计与分析解调系统的仿真设计与分析 姓名：邵晓强基于System View 的AM 调制解调系统的仿真设计与分析一、AM 信号调制与解调原理： ①调制原理：AM 调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。
AM 信号的时域和频域表示式分别为：信号的时域和频域表示式分别为：式中，A0为外加的直流分量；为外加的直流分量； ②解调原理：②解调原理：解调是调制的逆过程，解调是调制的逆过程，解调是调制的逆过程，从接收到的已调信号中恢复原基带信从接收到的已调信号中恢复原基带信号。
AM 解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
相干解调：同接受的已调载波严格同步的本地载波与接受的已调信号相乘，再经低通滤波器取出低通分量，得到原始的基带调制信号。
与同频同相的想干载波相乘，得：想干载波相乘，得：经低通滤波器（LPF ）后，得：相干解调的关键是：必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
包络检波解调：包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成，属于非相干解调，不需要相干载波。
当RC 满足条件：检波器的输出为m 0（t ）≈A 0 +m （t ）。
隔去直流即可得原信号m 0（t ）。
本实验采用相干解调方式。
本实验采用相干解调方式。
二、系统组成框图、仿真模型、图符参数设置：系统时钟设置系统时钟设置原则：采样频率至少为框图中最高频率的两倍。
系统时钟设置原则：采样频率至少为框图中最高频率的两倍。
图符号图符号 库/图符名称图符名称参数设置参数设置1Source: SinusoidToken 1 Parameters:Source: SinusoidAmp = 1 vFreq = 100 HzPhase = 0 degOutput 0 = Sine t0 t3Output 1 = CosineMax Rate (Port 0) = 200e+3 Hz2Source: Step FctToken 2 Parameters:Source: Step FctAmp = 2 vStart = 0 secOffset = 0 v Max Rate = 200e+3 Hz8Source: SinusoidToken 8 Parameters:Source: SinusoidAmp = 1 vFreq = 1.5e+3 HzPhase = 0 degOutput 0 = SineOutput 1 = Cosine t7 t9 t10Max Rate (Port 1) = 200e+3 Hz11Operator: Linear SysToken 11 Parameters:Operator: Linear SysButterworth Lowpass IIR3 PolesFc = 200 HzQuant Bits = NoneInit Cndtn = TransientDSP Mode DisabledMax Rate = 200e+3 Hz系统重要参数：系统重要参数： 输入正弦波幅度为1V ，频率为100Hz ；直流分量为2V;载波为幅度为1V ，频率为1500Hz 余弦波，其频率1500Hz 远大于输入正弦波频率（100Hz ）；低通滤波器为巴特沃斯低通滤波器，截止频率为200Hz ；三、仿真波形（时域）系统输入正弦波直流分量直流分量正弦波与直流分量之和正弦波与直流分量之和载波（未放大）载波（放大）载波（放大）AM 信号（未放大）信号（未放大）AM 信号（放大）信号（放大）由图可知，AM 信号是以Ao+m(t)为包络，以载波为填充形成的时域波形图，与理论分析一致。
2基于System View的16QAM通信系统仿真
科技广场２００４．１０Ｋ（１）建立系统的数学模型根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。
（２）从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。
（３）设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置（系统模拟时间，采样速率等）和功能模块运行参数（正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等）。
（４）设置观察窗口，分析模拟数据和波形在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。
３仿真应用实例现代通信中，通信系统中的数字调制是必不可少的，随着大容量和远距离数字通信技术的发展，出现了一些新问题，主要是信道的带限和非线性对传输信号的影响。
这就需要新的数字调制方式来减少信道对传输信号的影响和提高频谱利用率，ＱＡＭ（正交振幅调制）就是其中的一种。
正交振幅调制是一种双重数字调制，它是利用载波的不同幅度及不同相位表示数字信息。
１６ＱＡＭ信号的调制解调系统如图一所示。
１６ＱＡＭ的每个信号点都可视为同相与正交两个分量的矢量和，与同相和正交载波相乘的信号为两个４电平基带信号，分别由输入的二进制序列转换而成。
在１６ＱＡＭ信号的解调器中，“低通滤波器”后边接“取样判决器”可以大大提高解调输出的正确性，因为低通滤波器输出的是包含信道畸变和噪声影响的模拟量，信号取值具有很大模糊性，此时信号星座图中的信号点是发散的。
这一点将在接下来的仿真分析结果中充分体现出来。
取样判决器的作用就是最大限度地消除各种不利因素，使信号星座图更加趋于理想１６ＱＡＭ的信号星座图。
事实上，几乎所有规范的数字解调系统都是采用这种处理方式。
图一１６ＱＡＭ调制解调系统组成创建一个１６ＱＡＭ调制与解调系统。
基于SystemView的QAM调制解调系统的研究仿真
基于SystemView的QAM调制解调系统的研究仿真目录中文摘要、关键词 (1)绪论 (2)1.1 应用背景 (2)1.2 QAM技术改进 (2)1.3 仿真软件SystemView简介 (2)1.4 论文内容及结构安排 (3)2 QAM调制解调理论研究 (4)2.1 QAM基本原理 (4)2.2 MQAM调制的一般过程 (5)2.3 MQAM解调的一般过程 (5)2.4 信号星座图 (6)3 基于SystemView的4QAM系统仿真 (9)3.1 系统仿真电路 (9)3.2 串/并转换子系统 (10)3.3 抽样判决子系统 (11)3.4 并/串转换子系统 (12)3.5 系统仿真结果 (13)3.5.1 输入与输出信号波形 (13)3.5.2 I路信号波形 (13)3.5.3 Q路信号波形 (14)3.5.4 眼图 (15)3.5.5 星座图 (16)3.5.6 信号功率谱 (16)3.6 系统误码率测试 (17)3.6.1 系统改进 (17)3.6.2 误码率波形 (18)结论 (20)参考文献 (21)英文摘要、关键词 (22)基于SystemView的QAM调制解调系统的研究仿真摘要：通信技术更新换代迅速，新型业务不断出现，庞大的数据量对传输信道带宽有着越来越高的要求。
然而目前可利用的频带资源却十分有限，为保证传输效率，提高频带利用率成为了当下研究的突破点。
正交幅度调制（QAM）是一种幅度和相位联合调制的技术，与传统调制方式的不同在于其调制信号的相位和幅度都带有基带信息，因此它可以更加充分地利用整个信号平面从而提高频谱的利用率。
QAM在各种高速通信系统（ADSL，DVB等）有着广泛的应用，在当前形式下能更好的解决带宽紧张的问题。
本文对QAM调制解调的基本原理进行了理论分析，给出了其调制和解调的功能框图，并结合星座图对其抗噪声性能进行了分析比较。
在此基础上，通过仿真软件SystemView建立了4QAM传输系统并进行模拟仿真。
16QAM实验步骤
1、双击桌面图标‘SystemView’，打开软件2、双击左侧的‘source’图标，接着双击工作区中的红色图标，左键单击‘noise/PN’，双击‘PN seq’将rate改为‘2’，NO.levels改为‘4’，选中‘ok’，选中‘ok’3、第二步重新再做一次，即再产生一个source源；或者将刚才产生的图标复制一个亦可4、将左侧的乘法器‘multiplier’按住鼠标左键拖动到工作区两次5、双击左侧的‘source’图标，接着双击工作区中的红色图标，双击‘sinusoid’，选中‘ok’，选中‘ok’6、单击其中的一个PN序列源，再单击上方的‘连接图标’，再单击‘乘法器’，即可将‘乘法器’和PN序列源连上；7、同样的方式将‘sinusoid’图标也连上‘乘法器’，注意：连线的时候选择‘0：sine’8、将另外一个PN序列源连上另外一个‘乘法器’，同时也将同一个‘sinusoid’图标连上此‘乘法器’，注意：连线的时候选择‘1：cosine’9、双击左侧图标‘adder’，将在工作区产生的加法器拖到合适的位置，将刚才两个乘法器同时连上此‘adder’。
至此，16QAM调制完成，下面开始解调过程。
10、再拖动两个‘乘法器’，和刚才设置完全一样的‘sinusoid’，并将‘adder’连接两个‘乘法器’；同时将‘sinusoid’也连上两个‘乘法器’，注意：连线的时候选择‘0：sine’还是‘1：cosine’应与刚才的连接方式完全一致，即相干解调11、选择上方的‘设置系统时间’，no。
of samples填7500，sample rate填50，单击ok12、拖动左侧的‘operator’，双击，然后再双击‘linear sys filters’，单击右上方的‘analog’，在low cuttoff处填‘5’，依次单击apply，finish，和ok，ok，即产生一个低通滤波器13、同样的方式再产生一个低通滤波器或者复制，粘贴亦可14、将两个‘乘法器’的输出端分别连上两个低通滤波器15、将左侧下方的‘sink’图标拖动到工作区，双击‘analysis’，同样的方式再产生一个，作为仿真结果的观察窗口16、将两个两个低通滤波器分别连上两个观察窗口，至此，仿真平台搭建完毕，随便取个名字保存即可17、单击上方的‘run system’图标，接着单击‘analysis window’，然后在弹出的窗口选中yes（这一步有时候没有弹出窗口可以省略）18、单击上方的‘open all windows’，即可看到两个仿真图形19、单击左下方的，选中‘style’，右侧的上下两个窗口分别选中两个观察窗口，单击ok即可生成一个新图20、单击左上方的‘points only’，即可产生16QAM的星座图，因为低通滤波器不是理想的，因此实际的星座点分布在理想星座点的周围21、为了便于大家比较自己的仿真结果，下边给出了仿真的部分截图；同时也给出了仿真的平台。
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《通信软件》课程设计报告
设计题目基于SystemView的正交幅度调
制16QAM仿真实验
指导教师职称
姓名
学号
日期
基于SYSTEM VIEW 的正交幅度
调制16QAM仿真实验
XXXXXXXX 200X级X班XXXXX XXXXXXX
指导老师XXXX 讲师
摘要本文提出了在SystemView仿真环境下，实现正交幅度调制16QAM的调制解调仿真。
QAM就是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同频调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。
由于采用了幅度调制与解调，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。
关键词SystemView 正交幅度调制解调
1.设计任务及主要技术指标和要求
根据所选的题目建立相应的数学模型。
在SystemView 仿真环境下，从各种功能库中选取，拖动可视化图符，组建系统，在信号源图符库，算子图符，函数图符库，信号接收器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符托到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。
设置，调整参数，实现系统模拟。
设置观察窗口，分析模拟数据和波形。
2.概述
由于通信信道受频道限制，多年来，人们不断探索提高频带利用率的措施，包括M 进制（M>2）调制方式的研究。
一般说，多进制的AM和PM都能够在相同的频带内以更快的速率来传送信息。
但是，M进制技术能够提高频带利用率是以其功率利用率为代价的。
因为随着M值增加，信号空间图中的各点最小距离减小，
相应的判决区也减小，因而，当信号受噪声干扰时，接收信号的错误率也增大了。
振幅相位联合键控(APK)在M较大的情况下，不仅可以提高系统的频带利用率，而且还能获得较好的功率利用率，且设备组成也比较简单。
选择信号的不同振幅，不同相位，进行不同的组合安排，可获得各类APK信号。
QAM就是用两路数字信号分别对两个互相正交的同频载波进行同频调制，再将两个已调的双边带信号合成后进行传输。
由于采用了幅度调制与解调，不但实现简单，而且在带宽和功率利用率上也最有效。
但16QAM不属于恒定包络调制方式，因而不适用于具有非线性部件的信道。
3.工作原理
3.1 16QAM调制原理[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，这种调制大的有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第i个信号的表达式为：S i(t)=A i cos(w0t+Φi) i=1,2,……,16
16QAM的产生有两种方法：
(1)正交调幅法：它是用两路正交的4电平ASK信号迭加而成。
(2)复合相移法：它是用两路独立的4电平PSK信号迭加而成。
3.2 16QAM解调原理[1]
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cos w c t相乘，一路与sin w c 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。
16QAM正交相干解调器如图所示：
图1 16QAM解调原理图
4.开发环境及其介绍
4.1 开发环境： SystemView
5.0
4.2 软件介绍[2]
(1)SystemView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的设计，仿真要求。
(2)SystemView借助大家熟悉的Windows窗口环境，以模块化合交互式
的界面，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。
(3)使用SystemView时，用户只关心项目的设计思想和过程，用鼠标点
击图标即可完成复杂通信系统的设计、仿真、测试，而不用花费太多的精力去通过编程来建立通信仿真模型。
4.3 SystemView的特点 :
（1）能仿真大量的应用系统开放友好的用户界面
（2）快速方便的动态系统设计与仿真
（3）在报告中方便的加入System View 的结论
（4）提供基于组织结构图方式的设计
（5）多速率系统和并行系统的设计
（6）完备的滤波器和线性系统设计
（7）先进的信号分析和数据块处理
（8）可扩展性
（9）完善的自我诊断能力
5.设计步骤及数据说明
5.1调制器设计
图2 16QAM调制器仿真设计图
5.2解调器设计
图3 16QAM解调器仿真设计图
5.3系统及图符参数设置：
表(1) 系统及图符参数
图标序号图标名称参数设置
0,1 基带信号：伪随
机序列Source:PN Seq Amp=1v Offset=0v Rate=50Hz Levels=4 Phase=0 deg
2,3,8,9 乘法器
4,10 载波：正弦波发
生器Source:PN Seq Amp=1v Freq=1000Hz Phase=0 deg Output0=Sine Output1=Cosine
5 加法器
11,12 模拟低通滤波
器Operator:Linear Sys Butterworth LowpassIIR 3 Poles Fc=275Hz Quant Bits=None Init Cndtn=Transient
6,7,13,14
,15,16,17
观察点：分析窗
5.4 运行时间设置
系统运行时间=1.5秒采样频率=20，000Hz
6.电路总体说明
图6-1 正交幅度调制16QAM调制解调原理框图
正交振幅调制的一般表达式为:
Y(t)=A m cosw c t+B m sinw c t 0≤t≤Ts
上式由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅{A m}、{B m}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A m和B m的电平数。
图6-2 正交幅度调制16QAM仿真图
7.设计结果及其分析
7.1两路输入信号
本实验的输入信号为两个4ASK信号。
A i=+1,-1,+0.5,-0.5 i=1,2,3,4;
B i=+1,-1,+0.5,-0.5 i=1,2,3,4;
图7.1.1 输入信号(1)
图7.1.2 输入信号(2)
7.2已调信号
表达式：y(t)=A m cosw c t+B m sinw c t
图7.2 16QAM已调信号
7.3解调信号
图7.3.1 解调信号(1)
图7.3.2 解调信号(2)
分析：解调输出后波形与信号输入的波形基本保持一致，虽有一点延迟和失真的现象但并不影响实验的仿真效果。
8.小结(通过课程设计收获和心得)
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，通过课程设计我们能够比较系统的了解理论知识，把理论和实践相结合，并且用到生活当中。
在做设计的过程中总会出现各种问题，在这种情况下我们都会努力寻求最佳路径解决问题，无形间提高了我们的动手，动脑能力，并且同学之间还能相互探讨问题，研究解决方案，增进大家的团队意识。
通过课程设计也道了，我们平时所学的知识如果不加以实践的话等于纸上谈兵。
课程设计主要是我们理论知识的延伸，它的目的主要是要在设计中发现问题，并且自己要能找到解决问题的方案，形成一种独立的意识。
我们还能从设计中检验我们所学的理论知识到底有多少，巩固我们已经学会的，不断学习我们所遗漏的新知识，把这门课学的扎实。
通过此次课程设计，我学到16QAM通信系统的设计与仿真。
通过仿真系统，能够深刻理解通信系统的原理和具体实现法案，而且通过实际课程设计，积累了宝贵的实践经验，掌握了SystemView仿真软件的操作。
在本次课程设计中得到XXX老师的精心指导，在此表示衷心的感谢！
参考文献
[1] 李建东、梯云、国扬.《移动通信》（第四版）.西安电子科技大学出版社 .2006年7月
[2] /view/ad85ffd233d4b14e85246808.html
内蒙古师范大学计算机与信息工程学院
课程设计评价记录
10。