单载波高阶调制的通信链路仿真

论文总字数：24536字

摘 要

近年来，数字通信技术不断发展。数字通信具有成本较低，保密性高，抗干扰能力强，数字信号易于调制，远距离传输通信质量好等优势。数字通信应用前景十分广阔。软件仿真具有很好的灵活性，能够降低成本，开发周期短，有助于我们分析系统性能。本文重点介绍了BPSK、QPSK和16QAM的调制解调原理，并用MATLAB软件对他们的调制过程进行了仿真，并对它们的性能作了简单的分析和对比。

根据信道特点的不同选择合适的调制解调技术对系统的性能尤为重要。本文中我们选择在AWGN和Rayleigh衰落两种信道上对上面三种调制解调技术进行仿真分析。AWGN信道是最基本的传输信道。我们经常使用AWGN信道来模拟实际情况中的传输以验证系统性能。Rayleigh衰落信道是无线通信传输环境中的一种信道模型，它在移动无线信道模型中发挥着十分重要的作用。本文中我们使用正弦波叠加法来形成Rayleigh衰落信道。

关键词：BPSK，QPSK，16QAM，调制解调，Rayleigh衰落，性能分析

SIMULATION FOR SINGLE-CARRIER HIGH-ORDER MODULATED COMMUNICATION LINKS

Abstract

In recent years, digital communication technology has developed constantly. Digital communication has strong anti-interference ability and confidentiality, digital signal is easy to modulate, communication is of good quality in long-distance transmission and the cost is low. The prospect of digital communication application is very broad. Software simulation has good flexibility, lower cost and short development cycle. It can help us analyze the system performance. This paper mainly introduces the modulation and demodulation principle of BPSK, QPSK and 16QAM . Then, we use MATLAB to simulate the process of modulation , and simply analyze and compare their performance.

Choosing an appropriate modulation technology depending on the channel characteristics is particularly important to the performance of the system . In this paper, we simulate and analyze the above three kinds of modulation technology in AWGN channel and Rayleigh fading channel. AWGN channel is the most basic transmission channel. We often use AWGN channel to simulate the actual situation of transmission to verify the performance of the system.Rayleigh fading channel is a channel model of wireless transmission, it plays a very important role in the mobile wireless channel model. In this paper, we use the SOS method to create the Rayleigh fading channel.

KEY WORDS: BPSK, QPSK, 16QAM, modulation-demodulation, Rayleigh fading, performance analysis

目 录

摘 要 I

Abstract III

目 录 V

图目录 VII

表目录 IX

第一章 绪论 1

1.1 数字通信技术 1

1.1.1 数字信号 1

1.1.2 数字通信 1

1.1.3 应用前景 1

1.2 通信系统 1

1.2.1 基本结构 2

1.2.2 相关概念 2

1.2.3 系统仿真 2

1.3 创新点 3

1.4 本文工作和章节安排 3

第二章 数字调制技术 5

2.1 调制/解调简介 5

2.2 相移键控调制 5

2.2.1 BPSK调制/解调 6

2.2.2 QPSK调制/解调 7

2.3 正交振幅调制 11

2.3.1 16QAM调制/解调 14

第三章 AWGN信道仿真与分析 15

3.1 AWGN信道简介 15

3.2 各调制技术的仿真 15

3.2.1 BPSK仿真 15

3.2.2 QPSK仿真 18

3.2.3 16QAM仿真 20

3.3 AWGN信道仿真的误码率比较 22

第四章 Rayleigh信道仿真与分析 25

4.1 Rayleigh信道 25

4.1.1 信道简介 25

4.1.2 信道实现方法 25

4.1.3 正弦波叠加法 26

4.1.4 信道模型搭建 31

4.1.5 信道仿真 34

4.2 Rayleigh信道仿真的误码率比较 36

结论 39

致谢 41

参考文献 43

图目录

图1-1 通信系统结构框图 2

图2-1 BPSK调制原理框图 7

图2-2 BPSK解调原理框图 7

图2-3 QPSK相位配置矢量图 8

图2-4 QPSK调制原理框图 9

图2-5 QPSK解调原理框图 11

图2-6 8PSK信号相位 11

图2-7 4QAM信号矢量图 12

图2-8 16QAM信号矢量图 12

图2-11 正交调幅法 13

图2-12 复合相移法 13

图2-9 256QAM信号矢量图 13

图2-10 64QAM信号矢量图 13

图2-13 16QAM信号调制框图 14

图2-14 16QAM信号解调框图 14

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