基于软件无线电的恒包络高阶QAM调制解调及其仿真设计

摘要

正交幅度调制(QAM,Quadrature Amplitude Modulation)是一种高效的数字调制方式,它具备幅度及相位联合调制的特性,由于其调制方式有较高的频谱利用率,在频带有限、受限甚至严重受限的无线高速通信环境中得到了广泛的应用。另外,考虑到QAM的振幅信息非恒定,且易受到干扰,当QAM阶数增加,将会导致通信质量的下降。因此,可以尝试对QAM信号引入恒包络信号来解决QAM调制解调中振幅易扰的问题。因此,本文旨在采用一种新的调制解调方式,QAM与 FM的联合调制解调方法,并且通过软件无线电平台的数字化处理方式完成对256QAM-FM的仿真设计。　　本文将从以下几个方面进行讨论。首先,QAM与FM调制解调原理的分析,在这里均采用数字调制解调技术;其次,对256QAM-FM系统的各个模块进行设计,这其中有以下几种重要模块:加扰/解扰模块,差分编码/译码模块,星座映射/逆映射模块,数字上下变频模块,位同步以及抽样判决模块等等;再者,采用System Generator仿真软件对每一个模块进行仿真验证,并对256QAM和256QAM-FM两个系统进行建模仿真和优化处理,两个系统通过高斯白噪声比较其抗噪声性能的好坏;最后,将System Generator所搭建的模型系统转变为硬件语言,在SP6的平台上实现验证。　　课题针对256QAM和256QAM-FM两个系统分别进行了系统建模以及仿真验证,在高斯白噪声的环境下比较其误码率的大小,并分析其仿真结果抗噪声性能的好坏。仿真的结果证明了在同样的条件下,256QAM-FM的抗噪声性能要优于256QAM,达到了预期的效果。本次的仿真由于结合了软件无线电的数字化处理,使得仿真变得灵活多变。

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第一章 绪论

§1.1 技术的研究背景及现状

§1.2 QAM-FM的研究目标和意义

§1.3研究的内容和成果

§1.4全文的结构安排

第二章 软件无线电的关键技术理论分析

§2.1采样基本理论—Nyquist采样定理

§2.2采样速率变换原理

§2.3直接数字频率合成器基本原理

§2.4本章小结

第三章 调制解调原理的分析

§3.1 MQAM的调制解调技术分析

§3.2星座图的选择

§3.3 FM的调制原理

§3.4 FM的解调原理

§3.5 FM的抗噪声性能

§3.6 256QAM-FM调制解调原理图

§3.7本章小结

第四章 基于软件无线电256QAM-FM系统方案设计

§4.1总体的方案设计

§4.2 256QAM部分重要模块的设计

§4.3本章小结

第五章 系统建模仿真

§5.1开发软硬件平台和仿真软件的介绍

§5.2系统部分模块建模及仿真

§5.3系统整体的建模及仿真分析

§5.4本章小结

第六章系统调试及功能验证

§6.1 SP6软件无线电平台

§6.2 256QAM-FM的硬件功能测试

§6.3系统在AWGN下的误码率仿真和比较

§6.4本章小结

第七章 总结与展望

§7.1总结

§7.2展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间研究成果