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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(qiáng)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(jí)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(jì)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(jì)，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(yàn)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<s
上式由兩個(gè)相互正交的載波構(gòu)成，每個(gè)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(duì)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(hào)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(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生輸入信號(hào)，上邊的信號(hào)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(hào)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(shí)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(shí)間0.01。
Mux是復(fù)用模塊,復(fù)用信號(hào)個(gè)數(shù)設(shè)置為2，是示波器，是常量2。運(yùn)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(yùn)行本程序，得到波形如下：
圖形說明：實(shí)線表示的是原信號(hào)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(shí)，那是由低通濾波器引起的時(shí)延。
結(jié)語：MATLAB功能強(qiáng)大，尤其在通信與信息處理這個(gè)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(hào)無失真的輸出，從而實(shí)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(dòng)通信》 作者：郭梯云、鄔國揚(yáng)、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
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肖明波、楊光松等譯
出版社：機(jī)械工業(yè)出版社
《MATLAB使用指南》 作者：馬飛、南敬昌、徐光憲 出版社：遼寧工程技術(shù)大學(xué)通信教研室
《通信原理》 作者：樊昌信、徐炳祥 出版社：國防工業(yè)出版社
《MATLAB語言與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》作者：王云亮 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社
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