MATLAB正交振幅調(diào)制解調(diào)仿真分析(一)

基于MATLAB的正交振幅調(diào)制與解調(diào)仿真分析

摘要：MATLAB由于其強大的功能而被廣泛應(yīng)用于很多工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其在通信和信息處理領(lǐng)域更有其突出地位。眾所周知，在物理級的產(chǎn)品作出之前，先用MATLAB進(jìn)行這種電子產(chǎn)品的輸入輸出以估計這種產(chǎn)品的性能好壞，從而可以看出什么地方需要從新設(shè)計，什么地方需要優(yōu)化等來進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，因此，伴隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)與日俱增的復(fù)雜性，這種通信系統(tǒng)的仿真分析也變得尤其重要。本文介紹了利用MATLAB進(jìn)行正交振幅調(diào)制與解調(diào)的仿真分析，仿真結(jié)果驗證了該方法的正確性和可行性。

關(guān)鍵詞：正交振幅調(diào)制與解調(diào)(QAM)

引言：正交振幅調(diào)制是二進(jìn)制的PSK、四進(jìn)制的QPSK調(diào)制的進(jìn)一步推廣，通過相位和振幅的聯(lián)合控制，可以得到更高頻譜效率的調(diào)制方式，從而可在限定的頻帶內(nèi)傳輸更高速率的數(shù)據(jù)。

正交振幅調(diào)制(QAM)的一般表達(dá)式為

y(t)= m*cosc t+msinct,??????? 0≤t

上式由兩個相互正交的載波構(gòu)成，每個載波被一組離散的振幅{m }、{m }所調(diào)制，估稱這種調(diào)制方式為正交振幅調(diào)制。式中s為碼元寬度；m=1,2,…,M,M為m 和m的電平數(shù)。

與調(diào)制相對應(yīng)的解調(diào)方式為正交振幅解調(diào)(QADM)。該方式可以從調(diào)制信號中分別恢復(fù)出同相m，m。調(diào)制與解調(diào)在simulink中的仿真框圖如下圖所示。

框圖說明：是信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生輸入信號，上邊的信號發(fā)生器參數(shù)設(shè)置如下：

幅度為1，頻率為6.26Hz。

下邊的信號發(fā)生器參數(shù)設(shè)置如下：

幅度為1，頻率為12.57Hz。

QAM是正交振幅調(diào)制模塊，參數(shù)設(shè)置如下：

載波頻率15Hz,出始相位0，采樣時間0.01；

QADM是其解調(diào)模塊，其參數(shù)設(shè)置如下：

載波頻率是15Hz出始相位0，采樣時間0.01。

Mux是復(fù)用模塊,復(fù)用信號個數(shù)設(shè)置為2，是示波器，是常量2。運行本仿真，通過示波器得到波形如下：

在matlab中，本系統(tǒng)的仿真程序如下：

Fs=100;

Fc=15;

t=[0:200]/100;

x=sin([2*pi*t',3*pi*t',4*pi*t',5*pi*t']);

y=amod(x,Fc,Fs,'qam');

z=ademod(y,Fc,Fs,'qam');

plot(t,[x(:,1),x(:,2),x(:,3),x(:,4)],'-',t,[z(:,1),z(:,2),z(:,3),z(:,4)],'--');

通過運行本程序，得到波形如下：

圖形說明：實線表示的'是原信號波形，虛線表示的是解調(diào)后的波形。從圖中可以看到解調(diào)后的波形與原波形有一定的延時，那是由低通濾波器引起的時延。

結(jié)語：MATLAB功能強大，尤其在通信與信息處理這個領(lǐng)域。從本次仿真可以看到，正交振幅調(diào)制與解調(diào)可以將信號無失真的輸出，從而實現(xiàn)通信的目的。而且在相同的碼元速率下，多電瓶QAM有最高的信息速率。

參考文獻(xiàn)：《移動通信》? 作者：郭梯云、鄔國揚、李建東? 出版社：西安電子科技大學(xué)

《通信系統(tǒng)仿真原理與無線應(yīng)用》作者：William H.Tranter

K.Sam Shanmugan

Theodore S.Rappaport

Kurt L.Kosbar

肖明波、楊光松等譯

總結(jié)

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