基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析

基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析摘要：MATLAB由于其强大的功能而被广泛应用于很多工程技术领域，尤其在通信和信息处理领域更有其突出地位。众所周知，在物理级的产品作出之前，先用MATLAB进行这种电子产品的输入输出以估计这种产品的性能好坏，从而可以看出什么地方需要从新设计，什么地方需要优化等来进一步提高系统的性能，因此，伴随着现代通信系统与日俱增的复杂性，这种通信系统的仿真分析也变得尤其重要。本文介绍了利用MATLAB进行正交振幅调制与解调的仿真分析，仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。

关键词：正交振幅调制与解调（QAM）

引言：正交振幅调制是二进制的PSK、四进制的QPSK调制的进一步推广，通过相位和振幅的联合控制，可以得到更高频谱效率的调制方式，从而可在限定的频带内传输更高速率的数据。
      正交振幅调制（QAM）的一般表达式为
y(t)= m*cosc t+msinct,        0≤t<s
上式由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅{m }、{m }所调制，估称这种调制方式为正交振幅调制。式中s为码元宽度；m=1,2,…,M,M为m 和m的电平数。
    与调制相对应的解调方式为正交振幅解调（QADM）。该方式可以从调制信号中分别恢复出同相m，m。调制与解调在simulink中的仿真框图如下图所示。

框图说明：是信号发生器，用于产生输入信号，上边的信号发生器参数设置如下：

幅度为1，频率为6.26Hz。
下边的信号发生器参数设置如下：

幅度为1，频率为12.57Hz。
QAM是正交振幅调制模块，参数设置如下：

载波频率15Hz,出始相位0，采样时间0.01；
QADM是其解调模块，其参数设置如下：

载波频率是15Hz出始相位0，采样时间0.01。
Mux是复用模块,复用信号个数设置为2，是示波器，是常量2。运行本仿真，通过示波器得到波形如下：

在matlab中，本系统的仿真程序如下：

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)],'--');
通过运行本程序，得到波形如下：

图形说明：实线表示的是原信号波形，虚线表示的是解调后的波形。从图中可以看到解调后的波形与原波形有一定的延时，那是由低通滤波器引起的时延。

结语：MATLAB功能强大，尤其在通信与信息处理这个领域。从本次仿真可以看到，正交振幅调制与解调可以将信号无失真的输出，从而实现通信的目的。而且在相同的码元速率下，多电瓶QAM有最高的信息速率。

参考文献：《移动通信》作者：郭梯云、邬国扬、李建东出版社：西安电子科技大学
          《通信系统仿真原理与无线应用》作者：William H.Tranter
                                              K.Sam Shanmugan
                                              Theodore S.Rappaport
                                              Kurt L.Kosbar
                                              肖明波、杨光松等译
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