内容发布更新时间 : 2024/10/2 16:14:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验五 16QAM调制与解调实验

【实验目的】使学生了解16QAM的调制与解调原理；能够通过MATLAB对其进行调制和解调；比较解调前后功率谱密度的差别。

【实验器材】装有MATLAB软件的计算机一台 【实验原理】

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，这种体制的优点在于信息传输速率高。

2. 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。

3. 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 cosωc t 相乘，一路与 sinωc 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，低通滤波器LPF 输出经抽样判决可恢复出电平信号。 【实验内容与步骤】

1. MATLAB软件的设置：对路径的设置，设置成路径指向comm2文件夹；

2. 在命令行输入start指令，然后输入num值，如3，之后按照内容3输入参考代码。 3. 新建一个扩展名为M的文件，输入以下程序： M=16;

k=log2(M);

x=randint(30000,1);%产生二进制随机数

y=modulate(modem.qammod('M',16,'InputType','Bit'),x);%调制 EbNo=-5:1:10;%信噪比

s_b2d=bi2de(reshape(x,k,length(x)/k).','left-msb');%二进制变为十进制 for n=1:length(EbNo)

snr(n)=EbNo(n)+10*log10(k);%Ratio of symbol energy to noise power spectral density

ynoisy=awgn(y,snr(n),'measured');%加入高斯白噪声

z=demodulate(modem.qamdemod('M',16,'OutputType','Bit'),ynoisy);%解调 r_b2d=bi2de(reshape(z,k,length(z)/k).','left-msb');%二进制变为十进制 [sym(n),sym_rate(n)]=symerr(s_b2d,r_b2d);%计算仿真误码率,不是误比特率。

theo_sym_rate(n)=(3/2*erfc(sqrt(k*0.1*(10.^(EbNo(n)/10)))))*(1-3/8*erfc(sqrt(k*0.1*(10.^(EbNo(n)/10))))); end

disp(sym);

disp(sym_rate);

semilogy(EbNo,sym_rate,'r*',EbNo,theo_sym_rate,'b-');%画图。 title('误码率性能'); xlabel('Eb/No(dB)');

ylabel('误码特率');

legend('仿真误码率','理论误码率');

h=scatterplot(ynoisy(1:1*5e3),1,0,'g.');%画图。 hold on;

scatterplot(y(1:1*5e3),1,0,'r*',h);%画图。 title('Received Signal'); legend('接收信号','星座点'); axis([-5 5 -5 5]); 4. 记录生成波形。

【实验现象记录】

1. 16QAM星座图为：（画出波形图）

2. 16QAM误码率的波形为：（画出波形图）

【现象分析】

对30000个二进制随机数进行了QAM调制，形成了以16个点为中心的星座图，并对误码率进行了分析。

【实验结果】16QAM正交调制分为同相路和正交路两路，频带利用率得到很大的提高。但从16QAM正交调制星座图上可以看出，随着M的增大，相邻两点的重叠的部分就越多，产生误码的可能性就越大。 【实验体会】

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