基于matlab仿真的qam误码性能的研究

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1、基于Matlab仿真的QAM误码性能的研究基于Matlab的QAM误码性能研究[摘要]本文将简要介绍QAM系统的调制解调方法，并观察在Matlab软件下，在AWGN信道中传播时的误码性能。[关键词]QAM；MATLAB;误码率1.1引言QAM（QuadratureAmplitudeModulation）即正交幅度调制，是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法。它有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期）。一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。

2、两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（64QAM）、…，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有4、16、64、…个矢量端点。电平数m和信号状态M之间的关系是对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能

3、及相位矢量均与4PSK相同。根据上面的策略，采用了两个正交载波cos2?fct和sin2?fct，每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。发送信号波形如下um(t)?AmcgT(t)cos2?fct?AmsgT(t)sin2?fct,m?1,2,..M.,式中{Amc}和{Ams}是电平集合，这些电平是通过将k比特序列映射为信号振幅而获得的。例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示，该星座是通过用M＝4PAM信号对每个正交载波进行振幅调制得到的。QAM可以看成是振幅调制和相位调制的结合。因此发送的

4、QAM信号波形可表示为umn(t)?AmgT(t)cos(2?fct??n),m?1,2,....,M1,n?1,2,....,M2,如果M1?21,Mk2?2k2,那么QAM方法就可以达到以符号速率2RB(k1?k2)同时发送k1?k2?logM2M个二进制数据。下图为QAM系统的调制框图1.2QAM的解调和判决假设在信号传输中存在载波相位偏移和加性高斯噪声。因此r(t)可以表示为r(t)?AmcgT(t)cos(2?fc??)?AmsgT(t)sin(2?fc??)?n(t)其中?是载波相位偏移，且n(t

5、)?nc(t)cos2?fct?ns(t)2?fct将接收信号与下述两个相移函数进行相关?1(t)?gT(t)cos(2?fct??)?2(t)?gT(t)sin(2?fct??)如图2.2.1所示，相关器的输出抽样后输入判决器。使用图2.2.1中所示的锁相环估算接收信号的载波相位偏移?，相移?1(t)和?2(t)对该相位偏移进行补偿。图2.2.1QAM信号的解调和判决假设图中所示的时钟与接收信号同步，以使相关器的输出在适当的时刻及时被抽样。在这些条件下两个相关器的输出分别为r1?Amc?nccos??nss

6、in?r2?Amc?ncsin??nscos?其中nc?1Tcn?2(t)gT(t)dtsns?1Tn?2(t)gT(t)dt2噪声分量是均值为0，方差为N0最佳判决器计算距离量度D(r,sm)?r?sm2的互不相关的高斯随机变量。m?1,2,..M.1.3QAM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。对于M＝2下的矩形信号星座图（k为偶数），QAM信号星座图与正交载波上的两个PAM信号是等价的，这两个信号中的每一个上k都有M?2k2个

7、信号点。因为相位正交分量上的信号能被相干判决极好的分离，所以易于通过PAM的误码率确定QAM的误码率。M进制QAM系统正确判决的概率是Pc?(1?PM)2式中PM是M进制PAM系统的误码率，该PAM系统具有等价QAM系统的每一个正交信号中的一半平均功率。通过适当调整M进制PAM系统的误码率，可得PM?2(1?1M)Q(3EavM?1N0)Eav其中N0是每个符号的平均信噪比。因此M进制QAM的误码率为PM?1?(1?PM)k2可以注意到，当k为偶数时，这个结果对M＝2情形时精确的，而当k为奇数时，就找不到等价

8、的M进制PAM系统。如果使用最佳距离量度进行判决的最佳判决器，可以求出任意k?1误码率的严格上限PM??1??1?2Q???3Eav?(M?1)N0??2?4QEavb3kEavb(M?1)N0其中N0是每比特的平均信噪比。代码：%**************************************************************************%16QAM通信系统的