通信原理课程设计报告模板

《通信原理》课程设计《通信原理》课程设计 报告报告 题目题目 16QAM16QAM 调制与解调系统的设计调制与解调系统的设计 二○一四～二○一五学年第二○一四～二○一五学年第 二二学期学期 学学号号 12160110 12160110 姓姓名名王晶晶王晶晶 班班级级通信通信 Q1241Q1241 指导老师指导老师田田浩浩 信息工程学院信息工程学院 《通信原理课程设计》报告 一.设计指标要求2 1.1 设计任务2 1.2 设计要求.2 二.设计原理2 2.1 16QAM 调制解调原理及其框图说明.2 三.systemview 的 16QAM 调制解调系统设计的实现方案.4 3.1 SystemVieW软件介绍.4 3.2 16QAM 调制解调仿真电路 5 3.2.1 仿真电路的参数设置5 3.2.216QAM 调制解调的仿真电路图.5 3.2.3 仿真电路图中各个模块设计及其参数6 四.仿真结果及其分析。8 4.1仿真的电路图各个输出波形8 4.2 根据波形图对结果的分析11 五.设计总结12 一一. .设计指标要求设计指标要求 1.11.1 设计任务设计任务 通过此综合设计，加深基本理论知识的理解，加强理论联系实际，增强动手 能力，提高通信系统仿真的设计技能。 1.21.2 设计要求设计要求 1）基带信号为振幅 0.8V，频率 10Hz 的二进制双极性随机 PN 序列； 2）正弦载波信号频率为 50Hz，振幅 1V； 3）保证串/并变换、并/串变换的正确性； 4）对完成的系统进行性能仿真，加入高斯白噪声，分析其输出性能； 5）产生 16QAM 星座图 二二. .设计原理设计原理 2.1 16QAM2.1 16QAM 调制解调原理及其框图说明调制解调原理及其框图说明 16QAM 即 16 进制正交振幅调制，它是一种振幅/相位联合键控（APK)体制。 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。16QAM 信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。 - 2 - 《通信原理课程设计》报告 故这种信号序列的第 k 个码元可以表示为： Sk(t)=Akcos(w0t+φ k) kTt≤(k+1)T(1-1) 式中，k=整数；Ak 和φ k 分别可以取多个离散值。式(1-1)可以展开为： Sk(t)=Akcosφ kcosw0t-Aksinφ ksinw0t(1-2) 令 Xk=Akcosφ k（1-3） Yk=-Aksinφ k(1-4) 将式(1-3)和式(1-4)代入式(1-2) 得：Sk(t)=Xkcosw0t+Yksinw0t(1-5) 由上式可见，16QAM 信号可以由两路独立的正交 4ASK 信号叠加而成，因 此，这里采用正交调幅法。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。 QAM 的调制解调框图如下图所示。在发送端调制器中串/并变换使得信息 速率为 Rb 的输入二进制信号分成两个速率为 Rb/2 的二进制信号，2/L 电平转 换将每个速率为 Rb/2 的二进制信号变为速率为 Rb/（2lbL）的电平信号，然后 分别与两个正交载波相乘，再相加后即得 MQAM 信号。在接收端解调器中可以采 用正交的相干解调方法。接受到的信号分两路进入两个正交的载波的相干解调 器，再分别进入判决器形成 L 进制信号并输出二进制信号，最后经并/串变换后 得到基带信号。 - 3 - 《通信原理课程设计》报告 三三.systemview.systemview 的的 16QAM16QAM 调制解调系统设计的实现方案调制解调系统设计的实现方案 3.1 SystemVieW3.1 SystemVieW 软件介绍软件介绍 SystemView 是美国 Elanix 公司推出的基于 Windows 环境下运行的用于系统 仿真分析的可视化工具。利用该软件可以进行通信系统的仿真，也可以构建一 些复杂的模拟、数字和多速率系统。SystemView 的图符资源十分丰富，包括基 本库和专业库。基本库中有加法器、乘法器、多种信号源、接收器、各种函数 运算器等；专业库有通信、逻辑、数字信号处理、射频／模拟等特别适合于现 代通信系统设计、仿真和方案论证。 SystemView 软件自推出以来，己经有包括清华大学、北京大学等近100 所高校 成为 SystemView 的用户。SystemView 是信号级的系统仿真软件，提供一种可 视化、动态的系统模式，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有 力的动态系统分析工具，能满足不同层次的设计、仿真要求。SystemView 以图 符库为主，不需要写任何代码便可以实现各种系统的仿真。并且最终以波形、 眼图及功率谱等形式给出具体的系统仿真波形，也可以给出系统的频域及时域 分析。非常形象的表现系统的具体特征。 主要作用：利用 SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模 混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设 计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从 SystemView 配置的图标库中调出 - 4 - 《通信原理课程设计》报告 有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时 域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。 工具特点：SystemView 的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库 （MainLibrary）及专业库(OptionalLibrary)，基本库中包括多种信号源、 接收器、 加法器、 乘法器， 各种函数运算器等； 专业库有通讯 （Communication） 、 逻辑（Logic） 、数字信号处理（DSP） 、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别 适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无线电话、无绳电 话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进行各种系统时域和频 域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC 电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。 3.2 16QAM3.2 16QAM 调制解调仿真电路调制解调仿真电路 3.2.13.2.1 仿真电路的参数设置仿真电路的参数设置 1）信号源参数设置：基带信号为码元速率为 19.2kb/s 的随机序列，这里省去 了 2-4 电平转换，载频设为 Fs=20HZ。 （说明：载频设的较低，目的主要是 为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间。 ） 2）系统抽样率设置：未得到准确的方针结果，通常方针系统的抽样率应该大于 等于 10 倍的载频。本次仿真取 10Fs，即 200Hz。 3）系统时间设置：通常设系统 starttime=0.为能够清洗观察同相支路和正交 支路中每个码元波形及 16QAM 信号的星座图，在仿真时对系统 stoptime 必 须进行两次设置，第一次设置一般取系统 stoptime=6T-8T,这时可以清晰的 观察到同相支路和正交支路中每个码元波形；第二次设置一般取系统 stoptime=1000T-5000