用matlab实现16PSK通信课程设计.(DOC)教学内容
用matlab实现16PSK通信课程设计.(DOC)
目录1 课程设计目的 (1)2 课程设计要求 (1)3 相关知识 (1)4 课程设计分析 (4)5 仿真 (7)6结果分析 (12)7 参考文献 (14)16PSK系统设计1.课程设计目的（1）根据题目，查阅有关资料，掌握16进制相移键控的基本原理。
（2）学习MATLAB软件，掌握MATLAB中元器件使用及参数的设置。
（32.课程设计要求（1）掌握相移键控的相关知识、概念清晰。
（2）掌握MATLAB使用方法，利用软件绘制图像。
（3）程序设计合理、能够正确运行。
3.相关知识3.1数字通信系统简介通信系统是为了有效可靠的传输信息，信息由信源发出，以语言、图像数据为媒体,通过电(光)信号将信息传输，由信宿接收。
通信系统又可分为数字通信与模拟通信。
实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模数变换”。
模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。
第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。
因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。
第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。
数字信号送入数字网进行传输。
接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为模拟信号，即“数据摸变换”，从而再现声音或图像。
数字通信系统模型图为：信源→信源编码→信道编码→调制→信道→解调→信道解码→信源解码→信宿↑噪声3.2 MATLAB 简介3.2.1 基本功能MATLAB是很实用的数学软件它在数学类科技应用软件中在数值运算方面首屈一指。
MATLAB可以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLA B成为一个强大的数学软件。
基于MATLAB高斯信道下的16QAM误码率分析的设计通信系统课程设计报告
目录引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2一、相关知识介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2(1)QAM调制解调原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3(2)QAM的解调和判决⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4二、设计内容及要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5(1)设计内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (5)(2)技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (5)(3)设计步骤及要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (5)三、程序流程图及设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯..⋯ . 5(1)程序流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯....⋯ . 5(2)设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5四、仿真结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯ . 7(1)信号接收图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ...⋯⋯⋯ .⋯ . 8(2)误码率曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.. 8五、课程设计总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯. 8六、参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯. 9附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10引言本次课程设的代码编写和仿真均基于Matlab 仿真软件。
Matlab 是矩阵实验室（ Matrix Laboratory ）的简称 , 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。
介绍了高斯信道下的16QAM误码率分析的设计方案，并着重介绍了各部分的设计思路及仿真。
整个设计配以误码率和信噪比的性能曲线图和信号接受图加以辅助说明。
设计共有三大组成部分：一是代码的编写及设计思路，本部分详细讲解了本次设计的理论实现，是关键部分；二是仿真结果及分析，这部分是为了分析设计是否合理，便于理；最后是对本次课程设计的总结。
一、相关知识介绍QAM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（ cos wt 和 sin wt ）上。
16apsk调制matlab代码
16apsk调制matlab代码16APSK调制是一种常用的数字调制技术，它广泛应用于无线通信系统中，特别是卫星通信领域。
在本文中，我们将逐步解答关于16APSK调制的问题，并提供MATLAB代码实现。
首先，我们需要了解什么是16APSK调制。
16APSK是一种组合了相移键控（PSK）和星座点（AM）调制技术的调制方式。
具体来说，16APSK 调制将16个相位恒定的载波信号与4个星座点进行组合，使得每个星座点对应于不同的相位，从而实现16种不同的调制符号。
接下来，我们将介绍16APSK调制的原理。
1. 构建星座图：首先，我们需要构建16APSK星座图。
星座图是一个画在复平面上的点阵，其中每个点表示一个可能的调制符号。
对于16APSK 调制，我们可以将星座图分为两个环状区域，分别表示8个相移键控（PSK）符号和8个星座点符号。
2. 星座点选择：选择星座点是16APSK调制过程中的关键步骤。
它通常是通过最小距离准则或其他优化算法来确定的。
我们可以使用MATLAB 中的“combinator”函数生成所有可能的星座点组合，并通过计算每个组合之间的最小距离来选择最佳的星座点。
3. 星座点映射：一旦选择了星座点，我们需要将输入数据映射到最接近的星座点上。
这个过程通常是通过计算输入数据与每个星座点之间的欧几里德距离来实现的。
选择最小距离的星座点作为输出调制符号。
MATLAB中的“kmeans”函数可以用于实现星座点映射。
4. 符号映射：一旦得到调制符号，我们需要将它们映射到16个相位相移键控（PSK）载波信号和4个星座点中的一个。
这可以通过使用MATLAB 的“modulate”函数来实现，该函数通过将调制符号与相应的相位偏移进行相乘来生成16APSK调制信号。
现在我们已经了解了16APSK调制的原理，接下来我们将提供MATLAB 代码实现。
matlab定义调制参数M = 16; 调制阶数pskModulator = comm.PSKModulator('ModulationOrder', M,'BitInput', true);amModulator =comm.RectangularQAMModulator('ModulationOrder', M/4);生成星座图constellation = pskModulator.constellation;选择星座点numBits = log2(M);combinations = combinator(length(constellation), numBits, 'p'); minDist = Inf;optimalPoints = [];for i = 1:size(combinations, 1)points = constellation(combinations(i, :), :);dist = minDistance(points);if dist < minDistminDist = dist;optimalPoints = points;endend进行星座点映射mapping = kmeans(constellation, optimalPoints);生成调制符号importSym = randi([0 M-1], 10000, 1); 随机生成输入数据modSym = mapping(importSym + 1); 进行星座点映射进行符号映射modSignal = modulate(pskModulator, pskModulator(modSym)); 进行相移键控调制amSignal = amModulator(modSym); 进行星座点调制以上是一个简单的MATLAB代码，用于实现16APSK调制过程。
通信原理课程设计(基于MATLAB的PSK,DPSK仿真)
通讯原理课程设计报告题目鉴于Matlab的2PSK,2DPSK仿真学院电子信息工程学院专业学生姓名学号年级指导教师职称讲师2013年12月20日设计报成功绩（依据优、良、中、及格、不及格评定）指导教师考语：指导教师（署名）年月日说明：指导教师评分后，设计报告交院实验室保留。
鉴于 Matlab 的 2PSK,2DPSK仿真专业：学号：学生：指导老师：纲要：现代通讯系统要求通讯距离远、通讯容量大、传输质量好，作为其重点技术之一的调制技术向来是研究的一个重要方向。
本设计主要表达了数字信号的调制方式，介绍了2PSK数字调制方式的基来源理，功率谱密度，并运用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真切现，在MATLAB 平台上成立2PSK和 2DPSK调制技术的仿真模型。
进一步学习了MATLAB编程软件，将 MATLAB与通讯系统中数字调制知识联系起来，为此后在通讯领域学习和研究打下了基础在计算机上，运用MATLAB 软件来实现对数字信号调制技术的仿真。
重点词：数字调制与解调；MA TLAB ； 2PSK； 2DPSK ；目录第 1 章绪论 (1)1.1 调制方式 (1)1.2 设计要求 (1)设计内容 (1)设计仪器 (1)第 2 章 2PSK,2DPSK原理 (2)2.1 2PSK 原理 (2)2PSK 基来源理 . (2)2PSK 调制原理 . (2)2PSK 解调原理 . (3)2.2 2DPSK 原理 (4)2DPSK 基来源理 . (4)2DPSK 调制原理 . (5)2DPSK 解调原理 . (6)第 3 章实验过程 (8)3.1 2PSK 仿真部分 (8)2PSK 仿真图 . (8)2PSK 模块的参数设置： . (8)3.2 2DPSK 仿真部分 (9)2DPSK 仿真图 . (9)2DPSK 模块的参数设置： . (10)第 4 章仿真结果 (15)4.1 2PSK 仿真结果 (15)4.2 2DPSK 仿真结果 (15)总结 . (16)参照文件 . (17)道谢 . (18)第1章绪论1.1调制方式数字通讯系统 ,按调制方式能够分为基带传输和带通传输。
(完整word版)16QAM调制与解调的MATLAB实现及调制性能分析
通信原理课程设计报告书课题名称 16QAM 调制与解调的MATLAB 实现及调制性能分析姓 名学 号 学 院 通信与电子工程学院专 业 通信工程 指导教师李梦醒2012年 01 月 01日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2009级通信工程专业通信原理课程设计16QAM 调制与解调的MATLAB 实现及调制性能分析1 设计目的（1） 掌握16QAM 调制与解调的原理。
（2） 掌握星座图的原理并能熟悉星座图的应用。
（3） 熟悉并掌握MATLAB 的使用方法。
（4） 通过对16QAM 调制性能的分析了解16QAM 调制相对于其它调制方式的优缺点。
2 设计原理正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation ，QAM ）是一种振幅和相位联合键控。
虽然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。
但是由图1可见，在MPSK 体制中，随着8/15π图 1 8PSK 信号相位8/5π8/3π8/π8/7π8/9π8/11π8/13πM 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 cosq k , Y k = —A k sinq k 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。
matlabPSK系统课程设计方案报告
通信原理课程设计报告姓名：吴彭学号：08042235专业：通信工程院系：信息工程学院同组人：蔡臻，何国峰，王列一、题目名称 2PSK系统的设计二、题目意义运用MA TLAB编程实现2PSK调制解调过程，并且输出其调制及解调过程中的波形，讨论其调制和解调效果。
三、设计原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。
这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。
图1 相应的信号波形的示例1 0 1调制原理数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。
如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为"反相"。
一般把信号振荡一次（一周）作为360度。
如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。
当传输数字信号时，"1"码控制发0度相位，"0"码控制发180度相位。
载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。
在2PSK 中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
因此，2PSK信号的时域表达式为(t)=Acos t+)其中，表示第n个符号的绝对相位：=因此，上式可以改写为图2 2PSK信号波形解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。
QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统Matlab仿真实现
QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统Matlab仿真实现1. 引言1.1 背景介绍MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术和OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术是目前无线通信领域中常用的关键技术。
MIMO技术通过在传输端和接收端利用多个天线进行数据传输，从而提高系统的传输效率和抗干扰性能。
而OFDM技术则利用频谱分割和并行传输的方式，提高信道传输效率和抗多径干扰的能力。
本文将结合QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制和16QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制两种常见调制方式，设计并实现MIMO-OFDM系统。
QPSK调制使用4个相位点来表示传输信号，适用于简单的调制场景；而16QAM调制则利用16个不同的信号点表示传输信号，可以提高传输速率和频谱利用效率。
通过Matlab仿真实现这两种调制方式下的MIMO-OFDM系统，并进行性能分析和实验结果展示，旨在探究不同调制方式对系统性能的影响，为未来的无线通信系统设计提供参考和借鉴。
1.2 研究意义研究QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统的意义在于探索该组合对系统性能的影响，进一步优化系统设计和参数配置。
通过比较不同调制方式下MIMO-OFDM系统的性能表现，可以为实际通信系统的部署提供重要参考依据。
研究还有助于深化对多址接入、信道编解码等关键技术的理解，并为提高系统的可靠性、稳定性和数据传输速率提供技术支持。
探究QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统的研究意义重大，不仅可以促进通信技术的进步，还可以为实际应用中的无线通信系统提供更加稳定和高效的解决方案。
1.3 研究目的研究目的：通过对QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统的设计和仿真实现，旨在探究在多输入多输出和正交频分复用技术的基础上，如何提高系统的性能和可靠性。
(完整版)PSK原理及MATLAB仿真
2PSK调制
2PSK系统的调制部分框图如下图所示
M序列 发生器
差分 编码
调相
PSK 频
外载波
放大器
外内
2分频
10MHZ
晶振
图2 2PSK调制部分框图
1. M序列发生器
实际的数字基带信号是随机的，为了实验 和测试方便，一般都是用M序列发生器产生 一个伪随机序列来充当数字基带信号源。按 照本原多项式f(x)=X5+X3+1组成的五级线性 移位寄存器，就可得到31位码长的M序列。
e w Acos( t )
2 psk
c
n
其中， n表示第n个符号的绝对相位： n
0发送‘1’时
发送‘0’时
• 2PSK信号波形如图5所示
图5
解调
2PSK系统的解调部分框图如下图所示
鉴相器
Ud1
低通
再生码
PSK入
Um2
压控
Ud
振荡器
环路
Ud
滤波器
模拟 相乘器
差分 译码
Um1
鉴相器
Ud2
低通
相对移相的调制规律是：每一个码元的载波相
位不是以固定的未调载波相位作基准的，而是以相 邻的前一个码元的载波相位来确定其相位的取值。 例如，当某一码元取“1”时，它的载波相位与前 一码元的载波同相；码元取“0”时，它的载波相 位与前一码元的载波反相。相对移相的波形如下图 所示。
U(t )
基带 信号
t
相应的信号波形如图1所示：
图1 正弦载波的三种键控波形
2. 三种键控的比较：
在大多数情况下，数字调制是利用数 字信号的离散值去键控载波。对载波的幅 度、频率或相位进行键控，便可获ASK、 FSK、PSK等。这三种数字调制方式在抗 干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面， 以相干PSK的性能最好，目前已在中、高 速传输数据时得到广泛应用。
实验六 16PSK调制解调技术
实验六 16PSK调制解调技术一、实验目的1、掌握产生16PSK信号的方法。
2、掌握16PSK信号的频谱特性。
二、实验内容1、16PSK调制仿真, 观察信号波形。
2、16PSK解调仿真, 观察信号波形。
三、预备知识1、PSK调制解调的基本原理。
2、PSK调制解调部分的工作原理。
四、实验原理16PSK(绝对相移键控)是用载波的16种不同相位表示不同的数字信息。
16PSK调制的16个矢量端点均匀分布在圆上。
16PSK 是将输入的二进制信号序列经过串并转换每次将一个4位的码元映射为一个符号的相位，因此符号速率为比特率的l／ 4。
实验仿真过程：1.产生一个随机的二进制的比特流。
利用randint 函数产生代表原始信号的二进制比特序列，此处比特流的长度设为100000，并画出前50 个比特的信号图：2.将二进制比特流转换成对应的十六进制信号 MATLAB 中的16PSK调制器要求输入的信号为0-15这16个值，因此需要将原始的二进制比特流每4个比特转换为相应的16个值，这一步中用到的函数主要包括 reshape和bi2de。
3．用16PSK调制器对信号进行调制并画出信号的星座图利用modem.qammod 函数生成16PSK调制器，并对上一步生成的信号进行调制。
4．在16PSK信号中加入高斯白噪声,信号通过awgn 信道之后相当于在信号上加入了高斯白噪声，这一步假设 Eb/No=15db。
5．画出通过信道之后接收信号的星座图利用scatterplot函数画出信号的星座图。
6．16PSK信号的解调利用demodulate 和modem.qamdemod 函数生成解调器，对接收到的信号进行解调，并将16 进制信号转化成二进制比特流信息。
7．计算误码率五．仿真结果图1 一个随机的二进制的比特流图2 二进制比特流转换成对应的十六进制信号图3 16PSK调制器对信号进行调制的星座图图4 经过信道后接收到的含白噪声和不含白噪声的信号星座图图5 解调后的16 进制信号图6 解调后将16 进制信号转化成二进制比特流信息误码率:number_of_errors =87bit_error_rate =8.7000e-04六．实验仿真相关程序：clearM=16;k=log2(M);n=100000; %比特序列长度samp=1; %过采样率x=randint(n,1); %生成随机二进制比特流stem(x(1:50),'filled'); %画出相应的二进制比特流信号title('二进制随机比特流');xlabel('比特序列');ylabel('信号幅度');x4=reshape(x,k,length(x)/k);xsym=bi2de(x4.','left-msb'); %将矩阵转化为相应的16进制信号序列figure;stem(xsym(1:50)); %画出相应的16进制信号序列title('16进制随机信号');xlabel('信号序列');ylabel('信号幅度');y=modulate(modem. pskmod(M),xsym); %用16PSK调制器对信号进行调制scatterplot(y); %画出16PSK信号的星座图text(real(y)+0.1,imag(y),dec2bin(xsym));axis([-5 5 -5 5]);EbNo=15; %假设Eb/No=15db;snr=EbNo+10*log10(k)-10*log10(samp); %信噪比yn=awgn(y,snr,'measured'); %加入高斯白噪声h=scatterplot(yn,samp,0,'b.'); %经过信道后接收到的含白噪声的信号星座图hold on;scatterplot(y,1,0,'k+',h); %加入不含白噪声的信号星座图title('接收信号星座图');legend('含噪声接收信号','不含噪声信号');axis([-5 5 -5 5]);hold off;yd=demodulate(modem.pskdemod(M),yn); %此时解调出来的是16进制信号figure (6);stem(yd(1:50));z=de2bi(yd,'left-msb'); %转化为对应的二进制比特流figure (7);stem(z(1:50),'filled');z=reshape(z.',numel(z),1);[number_of_errors,bit_error_rate] = biterr(x,z) %计算误码率。
matlab软件无线电课程设计
matlab 软件无线电 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Matlab软件无线电的基本原理，掌握相关理论知识；2. 学习使用Matlab软件进行无线电信号的采集、处理和分析；3. 掌握无线电信号调制解调技术，并运用Matlab软件进行仿真实验。
技能目标：1. 能够运用Matlab软件搭建无线电信号处理的基本流程；2. 熟练操作Matlab软件，完成无线电信号的调制、解调及参数估计；3. 能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的无线电信号分析与处理能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对无线电技术及其应用领域的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实践相结合；3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通与表达能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立使用Matlab软件搭建无线电信号处理流程；2. 学生能够熟练运用Matlab软件进行无线电信号的调制、解调及参数估计；3. 学生能够对实际无线电信号进行处理与分析，并提出合理的解决方案；4. 学生在课程学习过程中，能够积极参与讨论，主动与同学交流，展现良好的团队协作精神。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. Matlab软件无线电基本原理：介绍Matlab软件无线电的背景、发展及应用领域，阐述其基本原理和关键技术。
2. 无线电信号采集与处理：学习无线电信号的采样、量化、滤波等基本处理方法，并运用Matlab软件进行实践操作。
3. 无线电信号调制解调技术：讲解幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等常见调制解调技术，并通过Matlab软件进行仿真实验。
4. 教学大纲安排如下：（1）Matlab软件无线电基本原理（2课时）（2）无线电信号采集与处理（4课时）（3）无线电信号调制解调技术（4课时）（4）综合实践与案例分析（2课时）5. 教材章节及内容：（1）第一章：Matlab软件无线电概述（2）第二章：无线电信号采集与处理（3）第三章：无线电信号调制解调技术（4）第四章：Matlab软件无线电综合应用案例教学内容科学性和系统性相结合，注重理论与实践相结合，使学生能够全面掌握Matlab软件无线电的相关知识。
(完整word版)16QAM的调制与解调要点
通信专业课程设计二太原科技大学课程设计（论文）设计(论文)题目：16 QAM的调制解调姓名学号班级学院指导教师2012年1月4 日太原科技大学课程设计（论文）任务书学院（直属系）：电子信息工程学院时间：2012年12月19日16QAM的调制与解调摘要随着无线通信频带日趋紧张，研究和设计自适应信道调制技术体制是建立宽带移动通信网络的关键技术之一。
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。
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变化。
过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也引起了人们的重视。
本文首先简单简绍了QAM调制解调系统和Simulink的工作原理。
然后利用Simulink对16QAM调制系统进行仿真,不但得到了信号在加噪前后的星座图、眼图，而且在信噪比变化条件下,得到了16QAM系统的误码率。
最后，在简单做了一个2DPSK系统仿真之后，将它与16QAM系统进行了比较，并得出了16QAM是一种相对优越的调制解调系统这一结论。
关键词：QAM ；SIMULINK ；仿真；2DPSK ；误码率目录摘要.......................................................................................................................................... 第1章绪论 01.1 QAM简介 01.2 SIMULINK 01.3 SIMULINK与通信仿真 (1)第2章正交振幅调制 (2)2.1 MQAM信号的星座图 (2)2.2 16QAM的调制解调原理 (4)2.3 16QAM的改进方案 (5)第3章16QAM调制解调系统实现与仿真 (7)3.1 16QAM 调制模块的模型建立与仿真 (10)3.1.1 信号源 (10)3.1.2 串并转换模块 (10)3.1.3 2/4电平转换模块 (12)3.1.4 其余模块 (14)3.1.5 调制系统的实现 (15)3.2 16QAM解调模块的模型建立与仿真 (17)3.2.1 相干解调 (17)3.2.2 4/2电平判决 (18)3.2.3 并串转换 (20)参考文献 (23)第1章绪论1.1 QAM简介在现代通信中，提高频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。
matlab数字通信系统课程设计
matlab数字通信系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字通信系统的基本原理，掌握调制解调、信号传输、信道编码等关键技术；2. 掌握MATLAB软件在数字通信系统仿真中的应用，能够运用MATLAB进行通信系统性能分析；3. 了解数字通信系统中常见误差的来源及其对通信质量的影响。
技能目标：1. 能够运用MATLAB软件搭建数字通信系统的模型，并进行仿真实验；2. 学会分析通信系统性能，能够根据仿真结果提出优化方案；3. 培养实际操作能力，熟练使用MATLAB进行数字通信系统的设计与分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字通信技术的兴趣，激发学习热情，提高学生的学科素养；2. 培养学生的团队协作意识，让学生在实践中学会与他人合作，共同解决问题；3. 培养学生的创新精神，鼓励学生勇于探索新知识，敢于挑战困难。
本课程针对高年级学生，课程性质为实践性较强的专业课程。
结合学生特点，课程目标注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学要求方面，注重培养学生的动手实践能力和团队协作能力，使学生能够更好地适应未来数字通信领域的发展需求。
通过本课程的学习，学生将能够具备数字通信系统设计与分析的基本能力，为后续深造和就业奠定坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字通信基本原理：介绍数字通信系统的基本概念、发展历程、系统模型，重点讲解调制解调、信号传输、信道编码等关键技术。
2. MATLAB软件应用：教授MATLAB软件的基本操作，以及在数字通信系统仿真中的应用。
包括数据生成、信号处理、性能分析等相关函数的使用。
3. 数字通信系统建模与仿真：根据教材内容，选取典型数字通信系统（如BPSK、QPSK、16-QAM等）进行建模与仿真，分析其性能。
4. 通信系统性能分析：教授如何利用MATLAB分析通信系统的性能指标，如误码率、信噪比、带宽效率等。
5. 优化与改进：针对现有数字通信系统的性能问题，探讨优化方案，如采用更高效的编码方案、信号检测算法等。
通信课设--16PSK
目录1课程设计目的 (1)2 课程设计要求 (1)3 相关知识 (1)4 课程设计分析 (4)5仿真 (6)6 结果分析 (10)7参考文献 (15)16PSK系统仿真1.课程设计目的（1）根据题目，查阅有关资料，掌握16进制相移键控的基本原理。
（2）学习MATLAB软件，掌握MATLAB中元器件使用及参数的设置。
（32.课程设计要求（1）掌握相移键控的相关知识、概念清晰。
（2）掌握MATLAB使用方法，利用软件绘制图像。
（3）程序设计合理、能够正确运行。
3.相关知识3.1数字通信系统简介通信系统是为了有效可靠的传输信息，信息由信源发出，以语言、图像数据为媒体,通过电(光)信号将信息传输，由信宿接收。
通信系统又可分为数字通信与模拟通信。
实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模数变换”。
模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。
第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。
因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。
第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。
数字信号送入数字网进行传输。
接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为模拟信号，即“数据摸变换”，从而再现声音或图像。
数字通信系统模型如图3.1所示。
图3.1 数字通信系统模型3.2MATLAB简介3.2.1基本功能MATLAB是很实用的数学软件它在数学类科技应用软件中在数值运算方面首屈一指。
MATLAB可以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
基于MATALAB下的16QAM和16PSK的仿真及对比
4．3 数字信号的载波调制4．3．1 正交相移键控（QPSK）QPSK的调制原理是将接收信号乘以同频正弦波就可以解调出相移信息，而其本身是与频率波无关的直流信号。
QPSK的Q表示正交，即载波有同相和正交两种。
这种调制方式能让同一个载波传输2bit的信息，让载波频带利用率提高了一倍。
QPSK是在M=4时，它的载波有四种相位，分别为45°，135°，225°，315°。
QPSK调制采用的是正交调幅方式，即：两路正交边带信号。
如图13所示。
图13 QPSK信号产生原理图QPSK是一种恒包络调制，其信号的平均功率是不变的，不会随着幅度衰减而受到影响。
因其抗干扰能力强，所以多被用于卫星数字电视信号的传输。
4．3．2 正交振幅键控（QAM）它是把2ASK和2PSK两种调制结合起来的调制技术，使得带宽得到双倍扩展。
QAM调制技术用两路独立的基带信号对频率相同、相位正交的两个载波进行抑制载波双边带调幅，并将已调信号加在一起进行传输。
nQAM代表n个状态的正交调幅，一般有二进制（4QAM）、四进制（16QAM）、八进制（64QAM）。
我们需要得到多进制的QAM信号，需将二进制信号转换为m电平的多进制信号，然后进行正交调制，最后相加输出。
如图14所示。
输入2/m电平变化器)(tx串/并变换2/m电平变化器)(ty2/π载波发生器)(tSQAMtcωcostcωsinAB11•••01•••图14 QAM信号产生原理图QAM信号用正交相干解调方法进行解调，通过解调器将QAM信号进行正交相干解调后，用低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，输出抽样判决后可恢复出的两路独立电平信号，最后将多电平码元与二进制码元间的关系进行2/m转换，将电平信号转换为二进制信号，经并/串变换后恢复出原二进制基带信号。
4．3．3 多电平残留边带调制（VSB）VSB是一种幅度调制，它在双边带调制的基础上，通过设计适当的输出滤波器，使信号一个边带的频谱成分原则上保留，另一个边带频谱成分只保留小部分。
基于MATLAB的16QAM通信系统仿真毕业设计说明书
毕业设计说明书基于MATLAB的16QAM通信系统仿真摘要随着现在的通信技术的飞速发展，特别是移动通信技术，因频谱资源的限制，传统的通信系统容量开始不能满足目前用户需求，因此通信技术专家越来越关注频带利用率的问题。
如何提高频谱利用率以及高功率谱密度是我们追求的目标。
而正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)是一种振幅和相位联合键控，由于高频谱利用率和高功率谱密度等优点，它已成为了大容量数字微波、宽带无线接入和无线视频通信的一种重要技术方案。
本论文先介绍了16进制的正交振幅调制信号（16QAM）的调制解调原理，再利用MATLAB平台构建完整的16QAM通信系统，实现16QAM的调制解调系统的仿真，以及分析该系统性能。
以此证明16QAM调制技术相对其他调制方式的优点。
关键词：调制解调；正交振幅调制；MATLAB仿真ABSTRACTWith the rapid development of modern communication technology, especially mobile communications technology, the capacity of traditional communication systems can not meet the requirements of the current user. And because of the limited spectrum resource, the problem of bandwidth efficiency is growing concerned of experts in the field of communications. So finding the way that how to improve the spectrum efficiency and high power spectral density is our goal. Quadrature amplitude modulation (QAM) with its high spectral efficiency and high power spectral density and other advantages, becomes important to those communication application that include the large-capacity digital microwave technology solutions, broadband wireless access and wireless video communications, and so on.This article describes the principle of modulation and demodulation of 16QAM, then builds a complete communication system of 16QAM based on MATLAB, which is to realize the simulation of 16QAM modem system and to analyse the performance of the system.It can prove that 16QAM modulation technology is more superior than the other.Key words:modem system; qam;matlab目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 研究内容与章节安排 (2)2 课题理论基础 (3)2.1 调制解调的定义 (3)2.2 正交振幅调制 (4)2.2.1 QAM简介 (4)2.2.2 16QAM调制解调原理 (6)3 基于MATLAB的16QAM通信系统仿真 (9)3.1 MATLAB简介 (9)3.1.1 MATLAB介绍 (9)3.1.2 MATLAB语言特点 (9)3.2 16QAM调制解调仿真程序流程框图 (10)3.3 调制仿真模块 (11)3.3.1 信号源 (11)3.3.2 串/并变换 (11)3.3.3 2-4电平转换 (11)3.3.4 成形滤波器 (12)3.3.5 调制 (14)3.3.6 画星座图 (15)3.4 已调信号的噪声叠加 (16)3.5 解调仿真模块 (16)3.5.1 低通滤波器 (16)3.5.2 4-2电平转换 (16)3.5.3 并/串变换 (17)3.5.4 解调 (17)3.6 仿真结果 (18)4 16QAM通信系统的性能分析 (21)4.1 16QAM抗噪声性能 (21)4.2 16QAM频带利用率 (22)4.3 16QAM信号在AWGN信道下的性能 (22)4.4. 16QAM和16PSK的性能比较 (23)5 总结与展望 (25)5.1 总结 (25)5.2 未来展望 (26)参考文献 (27)致谢 (29)附录：主程序 (30)1 绪论1.1 课题研究的意义随着现代的通信技术的飞速发展，特别是移动通信技术，因为频谱资源的限制，传统的通信系统的容量开始不能满足目前用户的需求，因此通信技术专家越来越关注频带利用率的问题。
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目录1 课程设计目的 (1)2 课程设计要求 (1)3 相关知识 (1)4 课程设计分析 (4)5 仿真 (7)6结果分析 (12)7 参考文献 (14)16PSK系统设计1.课程设计目的（1）根据题目，查阅有关资料，掌握16进制相移键控的基本原理。
（2）学习MATLAB软件，掌握MATLAB中元器件使用及参数的设置。
（3）锻炼我们分析问题和解决问题的能力同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养为今后参加科学工作打下良好的基础2.课程设计要求（1）掌握相移键控的相关知识、概念清晰。
（2）掌握MATLAB使用方法，利用软件绘制图像。
（3）程序设计合理、能够正确运行。
3.相关知识3.1数字通信系统简介通信系统是为了有效可靠的传输信息，信息由信源发出，以语言、图像数据为媒体,通过电(光)信号将信息传输，由信宿接收。
通信系统又可分为数字通信与模拟通信。
实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模数变换”。
模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。
第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。
因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。
第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。
数字信号送入数字网进行传输。
接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为模拟信号，即“数据摸变换”，从而再现声音或图像。
数字通信系统模型图为：信源→信源编码→信道编码→调制→信道→解调→信道解码→信源解码→信宿↑噪声3.2 MATLAB 简介3.2.1 基本功能MATLAB是很实用的数学软件它在数学类科技应用软件中在数值运算方面首屈一指。
MATLAB可以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLA B成为一个强大的数学软件。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
3.2.2 MATLAB 产品应用MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：●数值分析●数值和符号计算●工程与科学绘图●控制系统的设计与仿真●数字信号处理技术●通讯系统设计与仿真3.2.3 MATLAB 特点●此高级语言可用于技术计算●此开发环境可对代码、文件和数据进行管理●交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题●二维和三维图形函数可用于可视化数据●各种工具可用于构建自定义的图形用户界面3.2.4 MATLAB系列工具优势（1）友好的工作平台和编程环境MATLAB由一系列工具组成。
这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。
包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。
随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLA B的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。
而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。
简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。
（2）简单易用的程序语言MATLAB一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。
用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。
新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C＋＋语言基础上的，因此语法特征与C＋＋语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。
使之更利于非计算机专业的科技人员使用。
而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。
（3）强大的科学计算机数据处理能力MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。
其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。
函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。
在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。
3.3绝对相移键控调制仿真为了提高通信系统的频带利用率，多元数字调制是一个重要的途径。
相同的码元宽度占据相同频带宽度的资源，多元调制情况下一个符号(码元)代表了若干比特的信息。
相同资本资源下，传输了更多信息。
提高频带利用率是以降低功率利用率为代价的。
相同的发射功率下，信号空间中元数越多，各个信号之间的距离越小，抗干扰能力越差。
因为相同的噪声功率使信号偏离原有位置相同的距离，信号之间的距离俞小接收时判错的概率越大。
为了降低误码率，只有提高发射功率。
对于移动设备等场合提高功率又是难以实现的。
工程实践中应权衡二者的关系。
应用仿真的方法，可以得出多元调制情况下频带利用率，功率利用率，误码率与调制方式，传输环境之间的定量关系，为系统规划，设计提供有参考的价值的信息。
4.课程设计分析4.1 MPSK的概念MPSK即多进制相移键控，又称为多相制。
这种键控方式是多进制键控的主要方式。
在M进制的相移键控信号，用M个相位不同的载波分别代表M个不同的符号。
如果载波有2n个相位，它可以代表n位二进制码元的的不同组合的码组。
多进制相移键控也分为多进制绝对相移键控和多进制相对相移键控。
在MPSK信号中，载波相位有M种可能取值，qn=2πn/M(n=1,2,…M)。
因此MPSK信号可表示为S(t) = cos(ω0t+θn) = cos (ωt+2πn/M)若载波频率是基带信号速率的整数倍，则上式可改写为S(t)=∑g(t-nTs )cos(ωt+θn)=cosωtΣg(t-nTs)cosθn-sinωtΣg(t-nT)sinθn式中g(t)是高度为1、宽度为Ts的矩形脉冲。
式中表明，MPSK信号可等效为两个正交载波的MASK信号之和。
所以，MPSK信号的带宽和MASK信号的带宽相同。
因此，MPSK系统是一种高效率的信息传输方式。
但是，当M的取值增加时，载波间的相位差也随之减少，这就使它的抗噪声性能变差。
16PSK (16 Phase Shift Keying 16移相键控) 是一种相位调制算法。
相位调制（调相）是频率调制（调频）的一种演变，载波的相位被调整用于把数字信息的比特编码到每一词相位改变（相移）。
"16PSK"中的"PSK表示使用移相键控方式，移相键控是调相的一种形式，用于表达一系列离散的状态，16PSK对应16种状态的PSK。
如果是其一半的状态，即8种，则为EPSK，如果是其2倍的状态，则为32PSK。
4.2 16PSK调制解调4.2.1 16PSK图4.1 4位比特信息到16RSK符号的映射关系16PSK（绝对相移键控）是用载波的16种不同相位表示不同的数字信息。
16PSK调制的16个矢量端点均匀分布在圆上，其数学表达式包括同相分量和正交分量两部分。
16PSK是将输入的二进制信号序列经过串并转换每次将一个4位的码元映射为一个符号的相位，因此符号速率为比特率的1/4。
不同的码元和对应的相位映射如图4-1所示4.2.2 16PSK调制解调框图信号图4.2 16PSK调制框图图4.3 16PSK最佳接收框图5仿真5.1 16PSK仿真模块建模16PSK基带调制仿真系统如图5-1图5.1 16PSK基带调制仿真仿真系统中各模块的主要参数图5-2随机整数发生器主要参数图5-3 16PS调制器主要参数图5-4信道的主要参数5.２程序内容（1）生成一个随机的二进制比特流。
（2）将二进制比特流转换成对应的十六进制信号。
（3）用16PSK调制器对信号进行调制并画出信号的星座图。
（4）在16PSK信号中加入高斯白噪声。
（5）画出通过信道之后接收信号的星座图。
（6）生成信号眼图。
（7）16PSK信号的解调。
（8）计算误码率。
5.3程序如下：M=16;k=log2(M);n=100000; %比特序列长度samp=1; %过采样率x=randint(n,1); %生成随机二进制比特流stem(x(1:50),'filled'); %画出相应的二进制比特流信号title %('二进制随机比特流');xlabel('比特序列');ylabel %('信号幅度');x4=reshape(x,k,length(x)/k); %将原始的二进制比特序列每四个一组分组，并排列成k行length(x)/k列的矩阵xsym=bi2de(x4.','left-msb'); %将矩阵转化为相应的16进制信号序列figure;stem(xsym(1:50)); %画出相应的16进制信号序列xlabel('信号序列');ylabel ('信号幅度');y=modulate(modem.pskmod(M),xsym); %用16PSK调制器对信号进行调制scatterplot(y); %画出16PSK信号的星座图text(real(y)+0.1,imag(y),dec2bin(xsym));axis([-5 5 -5 5]);EbNo=15; %假设Eb/No=15dbsnr=EbNo+10*log10(k)-10*log10(samp); %信噪比yn=awgn(y,snr,'measured'); % 加入高斯白噪声h=scatterplot(yn,samp,0,'b.'); %经过信道后接收到的含白噪声的信号星座图hold on;scatterplot(y,1,0,'k+',h); %加入不含高斯白噪声的信号星座图 title %('接收信号星座图');legend %('含噪声接收信号','不含噪声接收信号');axis([-5 5 -5 5]);hold off;eyediagram(yn,2); %眼图yd=demodulate(modem.pskdemod(M),yn);%此时解调出来的是16进制信号z=de2bi(yd,'left-msb'); %转化为对应的二进制比特流z=reshape(z.',numel(z),1');[number_of_errors,bit_error_rate]=biterr(x,z) %计算误码率运行结果：number_of_errors =94bit_error_rate =9.4000e-0046.结果分析通过理论与编程实践，其运行结果如图所示：图6.1 16PSK的信号图图6.2 16PSK信号的星座图图6.3含高斯白噪声的信号星座图6.4不含高斯白噪声的信号图6.5 眼图7参考文献[1]通信原理作者：樊昌信曹丽娜国防工业出版社[2]MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用作者：徐明远邵玉斌西安电子科技大学出版社[3]现代通信理论基础作者：樊平毅冯重熙清华大学出版社。