通信工程综合训练课程设计

由天下分享时间：2024/12/25 9:06:56 加入收藏我要投稿点赞

******************

实践教学

*******************

兰州理工大学

计算机与通信学院

2012年秋季学期

通信系统综合训练

题目：衰落信道中无线通信系统性能的专业班级：姓名：

学号：指导教师：成绩：

分析与仿真

目录................................................................ 1 摘要................................................................ 3 第1 章前言 ....................................................... 4 第2 章总体设计方案 ............................................... 5 2.1 64QAM通信系统基本组成 ...................................... 5 2.2 64QAM通信系统的性能指标 .................................... 5 2.3 64QAM的误码率性能 .......................................... 5 第3 章 64QAM调制解调原理.......................................... 7 3.1 MQAM调制 .................................................... 7 3.2 64MQAM调制及相干解调原理框图 ................................ 7 第4 章（7，4）循环码编码和译码 ................................... 9 4.1 循环码概念................................................... 9 4.2 生成多项式................................................... 9 4.3 循环码的编码及实现.......................................... 10 4.4 循环码的译码及实现.......................................... 12 第5 章 SIMULINK与通信仿真........................................ 14 5.1 SIMULINK简介 ............................................... 14 5.2 SIMULINK操作 ............................................... 15 第6 章 SIMULINK对64QAM的仿真.................................... 19 6.1 SIMULINK对主要模块及参数设置 ............................... 19 6.1.1信号源 ................................................. 19 6.1.2基带信号处理 ........................................... 19 6.1.3调制/解调 .............................................. 20 6.1.4 其他模块参数设置....................................... 21 6.1.5 信噪比--误码曲线实现程序如下。......................... 22 6.2 64QAM通信系统的仿真图和结果分析 ............................ 23 6.3 加入噪声及干扰时系统性能指标的变化分析...................... 26 6.3.1加入噪声及干扰时系统的仿真 ............................. 26 6.3.2结果分析 ............................................... 30 6.3.3 不足与展望............................................. 30 第7 章总结与致谢 ................................................. 31 参考文献........................................................... 32

摘要

以多进制正交幅度调制技术(MQAM)为代表的多载波传输技术已经成为第四代移动通信系统中的关键技术。MQAM能够有效抵抗多径衰落，并且频谱利用率高，适用于无线环境下的高速数据传输。SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它的模块库包含了许多实现不同功能的模块，使得研究者可以方便地构建功能清晰、结构合理的仿真系统。

本文设计了基于SIMULINK的无线通信系统的仿真平台，分析过程中采用64QAM调制方式，信道编码采用（7,4）线性分组码。在完成衰落信道的性能分析之后，并与高斯信道下的性能进行对比并在此平台上对比。

本文是对QAM通信系统的研究。叙述了适用于数字微波系统的QAM调制解调方式，通过系统实验对正交幅度调制解调的过程、原理及性能进行了论证、分析，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。最后利用通信系统仿真软件MATLAB对64QAM数字调制与解调过程进行了仿真，并给出了64QAM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，多进制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，并有广阔的应用前景

关键词：SIMULINK；64QAM；衰落信道；编码

第1 章前言

无线通信越来越广泛地渗透到每个人的日常生活中。成为世界各国最主要的高新技术支柱产业之一；同时人们对无线通信的各种需求与日剧增，也推动了无线通信的飞速发展。从20世纪80年代中期第一代模拟无线通信系统(1G)商用开始至今，短短的大约二十年间经历了第二代数字无线通信系统(2G)从萌芽到完善的整个发展过程。根据无线通信每10年发展一代的特点，20世纪90年代末自ITU-R推出3G移动通信的标准之后，各个国家和地区为了在下一代无线通信系统的标准中占有一席之地，纷纷启动了新一代无线通信系统的技术和标准化研究工作。但是在无线信道中存在着衰落现象，这将严重影响通信系统的性能。所以了解和掌握衰落信道中无线通信系统的性能成为一个关键问题。

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，因此采用64QAM来调整。通过比较在无噪声时和加入高斯噪声、瑞利噪声和莱斯噪声时衰落信道的各种仿真图来分析衰落信道的性能。

第2 章总体设计方案

2.1 64QAM通信系统基本组成

信号发生器：随机信号发生器，进制数设为64。信道编码：选择（7,4）码。调制：采用64QAM调制方式。

信道：信号经过调制以后，通过信道。信道选择高斯加性白噪声信道、莱斯衰落信道。设置不同的信道信噪比，对系统进行仿真，分析不同信噪比情况下的系统性能。

解调：采用64QAM解调方式。

译码：根据信道编码方式，选择对应的信道解码方式。

性能分析：信号经过调制、信道、解调过程。在接收端，将得到的数据与原始信号源数据比较，得到在特定信噪比下的误码率。改变系统信噪比，从而得到系统的误码率曲线图，并给出各关健点信号眼图及星座图以及功率谱图。

2.2 64QAM通信系统的性能指标

64QAM是一种在6MHZ 基带带宽内正交调幅的X进制的二维矢量数字调制技术（X=2，4，8，16），抑制的载波在离频道低端大约3MHZ处。据奈奎斯特理论，一个6MHZ的带宽采用双边带最大可以传6Mbit/s的信号流，除去开销、升余弦滚降造成的波形延展等因素，大约只能传5.4Mbit/s 的信号流。由于X2QAM调制方式中，信号流以log2X为一组分为两路，每一路具有X 电平，每一路电平表示的信号量是log2X(Mbit/s)，所以两路信号正交调制后，能传的最大数字信号比特流为2×log2X×5.4=10.8log2X(Mbit/s)。

64QAM通信系统性能指标有：传输速率、误码率、适应性、使用维修性、经济性、标准化程度和通信建立时间等。64QAM可以充分利用带宽，并且抗噪声能力强。

本课程设计主要通过研究64QAM误码率与信噪比的关系来衡量该调制和解调的性能。

2.3 64QAM的误码率性能

矩形QAM信号星座最突出的优点就是容易产生PAM信号可直接加到两个正交载波相位上，此外它们还便于解调。