通信工程毕业优秀论文

QAM传输系统的设计与实现哈尔滨师范大学黑河函授站成人高等教育汉语言文学专业本科毕业论文QAM传输系统的设计与实现论文作者：何昇芳作者单位：黑河市移动公司专业：通讯工程年级：2012级2014年4月10日QAM传输系统的设计与实现QAM传输系统的设计与实现通信工程专业林龙[摘要]正交振幅调制QAM是一种相位和振幅联合控制的数字调制技术。它应用范围非常广泛，不仅在移动通信领域而且在有线电视传输、数字视频广播、卫星通信等领域都得到广泛应用。本文深入研究QAM调制解调的基本原理、系统结构及性能参数，实现QAM调制解调系统的Simulink仿真及性能分析；详细分析模拟信号数字化的基本理论及实现方法，实现差分脉码调制的Simulink仿真及性能比对；基于上述理论构建模拟信源QAM传输系统，并利用Matlab/Simulink进行建模仿真及性能验证。仿真结果表明，所构建的QAM数字传输系统可以实现模拟信号良好的传输。[关键词]数字传输；正交振幅调制；差分脉码调制；建模仿真DesignandSimulationofQAMSystemCommuncationEngineeringMajorLinLongAbstract:Quadratureamplitudemodulationisajoint-controlleddigitalmodulationtechnologyofphaseandamplitude.Itiswidelyusednotonlyinthemobilecommunicationfield,butalsoinotherfields,suchaswiretelevisiontransmissionfield,digitalvideobroadcasting,satellitecommunication,etc...ThispaperstudiesthebasicprinciplesofQAMmodulationanddemodulation,thensimulatesthewhole16QAMsystemanddiscussesperformancesofsystembythesimulinktoolbox.Thispaperalsoanalysesthebasicprinciplesandimplementationmethodondigitalizinganalogsignals,thenQAM传输系统的设计与实现simulatestheDPCMsystemandcontrastsperformancesofsystem.Atlast,thispaperdesignsaQAMtransmissionsystemofanalogsources,thensimulatesthewholetransmissionsystemandcomparingperformancesofsystem.Thesimulationshowsanalogsignalscanbetransmittedcorrectlyinthesystemdesignedinthispaper.Keywords:digitaltransmission;quadratureamplitudemodulation;differentialpulsecodemodulation;modelandsimulateQAM传输系统的设计与实现-I-目录1引言.....................................................11.1课题研究背景及意义..................................11.1.1调制在通信系统中的作用.........................21.1.2数字调制解调技术现状与发展.....................21.2QAM调制解调技术在数字通信领域的应用优势.............31.3仿真软件介绍........................................41.4论文主要内容及结构安排..............................42QAM调制解调技术研究及Simulink仿真.......................52.1QAM调制............................................62.1.1QAM调制原理....................................62.1.2QAM调制性能....................................72.1.3QAM星座图......................................92.2QAM解调...........................................112.3QAM调制解调系统的Simulink仿真.....................112.3.116QAM调制解调系统的Simulink仿真..............112.3.264QAM调制解调系统的Simulink仿真..............132.4MQAM调制解调系统性能仿真分析.......................152.4.1频带利用率分析.................................152.4.2误码率分析....................................162.4.3功率利用率分析................................182.5本章小结...........................................193模拟信号数字化研究及Simulink仿真........................193.1脉冲编码调制.......................................193.2差分脉冲编码调制...................................203.2.1DPCM编解码基本原理............................203.2.2最佳预测器....................................213.2.3DPCM的系统性能分析............................243.3DPCM的Simulink仿真................................253.4信道误码对语音质量影响的仿真分析...................263.4.1最佳预测器抽头系数的确定......................263.4.2构建测试模型及仿真............................273.4.3与PCM话音解码对比分析........................293.5本章小结...........................................29QAM传输系统的设计与实现-II-4QAM传输系统的构建与仿真.................................304.1构建QAM传输系统...................................304.1.1模拟信源数字通信系统模型......................304.1.2QAM传输系统的模型.............................314.2QAM传输系统的仿真..................................324.3应用实例的仿真.....................................354.4本章小结...........................................36结论及尚存在的问题........................................37参考文献..................................................38致谢......................................................38QAM传输系统的设计与实现-1-1引言信号传输的过程中需要都要占用一定的带宽，数字信号的传输比模拟信号对对带宽的需求更高。随着卫星有效载荷种类的增多和分辨率的不断提高，需要传输的信息量越来越大。为了将这些信息实时传输到地面，对星上数传系统的传输能力的要求就越来越高。为了在有限的带宽信道中有效的传输大量的数据，人们研制了各种调制方式来解决有限带宽和大量数据传输之间的矛盾。例如可以采用多进制数字调制(包括幅度、频率、和相位多进制调制)、联合调制、网格调制等等。其中幅度和相位联合调制方式，即QAM（QuadratureAmplitudeModulation）调制方式综合ASK(AmplitudeShiftKeying)与PSK(PhaseShiftKeying)的优点，并通过采用多进制调制方式来提高频带利用率(提高信息传输速率)，因此它在频带利用率和接收端误译码率等指标上，比单一调制正弦波的一个参数的调制方式都要优越，但它的设备复杂程度也是比较高的[1-3]。随着电子技术的不断发展，设备复杂性也在相对地降低，因此QAM方式是目前高速调制解调器中比较好的的调制方式。1.1课题研究背景及意义调制是指为了适应信道传输的要求，把基带信号的频谱搬移到一定的频带范围。对基带信号进行调制的目的主要有:进行频率分配、信号容易辐射、减少噪声和干扰的影响、实现多路复用和克服设备的限制等。调制方式有许多，不同的调制方式对通信系统的有效性和可靠性有着很大的影响。传统的频率调制和相位调制两种数字调制方式都存在频谱利用率低、抗多径衰落能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等不足。正交振幅调制(QAM)是一种相位和振幅联合控制的数字调制技术，它不仅可以得到更高的频谱效率，而且可以在限定的频带内传输更高速率的数据。QAM在当今通信领域扮演着重要的角色，因此对QAM进行深入研究具有QAM传输系统的设计与实现-2-重要的理论和现实意义。1.1.1调制在通信系统中的作用从语音、图像、音乐等信源直接转换而得到的电信号频谱比较低，其频谱特点是低通频谱，有些包括直流分量也有些可能不包含，其最高频率和最低频率的比值一般都比较大，比如语音信号的频谱范围大概为三百到三千赫兹，这种信号被称为基带信号。为了使基带信号能够在频带信道上进行传输，比如无线信道，同时也为了能够同时传输多路基带信号，就需要采用调制和解调的技术。调制解调研究的主要内容包括:己调信号的频谱特性、调制的原理、解调的原理、已调信号的产生方法、解调的实现方法、解调后的误码率性能和信噪比性能等。1.1.2数字调制解调技术现状与发展因为以前的通信系统为模拟通信系统，所以调制技术是由模拟信号的调制与解调技术最初开始发展的。后来，数字通信系统得到了迅速的发展，随之而来的是数字调制技术的广泛应用和迅速发展。随着现在日益增多的各种通信系统数量，为了更好的充分利用日益紧张的频谱资源，广大通信科研工作者致力于研究频谱利用率更高的新型数字调制方式，而且原CCITT(国际电报电话咨询委员会)也一直在促进并鼓励开发新奇的频谱使用技术，为了各种通信系统能够有效的进行通信，原CCITT科学地将频段分别分配给各个通信系统，因而，许多科研院所，用户个体和通信公司都在通过开发先进的调制技术用以提高频谱利用率。提高频谱利用率是人们设计和规划通信系统的关注焦点之一，同时也是提高通信系统容量的重要措施。频谱利用率越高，就要求已调信号所占的带宽要越窄，即己调信号频谱从天线发射时功率的主瓣要越窄，同时也要求旁瓣的幅度要越低，也就是说要求辐射到相邻频道的功率即带外辐射要越小。在数字调制系统中的频谱利用率主要是