MATLAB環(huán)境下16QAM調(diào)制及解調(diào)仿真程序說明

1、姓名：Nikey基帶信號(hào)XIn載波發(fā)生器90度相移已調(diào)信號(hào)y小-si nwtQn . J.一電平映射一成形濾波一 X 正交調(diào)制原理框圖相干解調(diào)原理框圖MATLAB環(huán)境下16QAM調(diào)制及解調(diào)仿真程序說明正交調(diào)制及相干解調(diào)原理框圖串 并 轉(zhuǎn) 換MQAM調(diào)制介紹及本仿真程序的幾點(diǎn)說明MQAM可以用正交調(diào)制的方法產(chǎn)生，本仿真中取 M=16，即幅度和相位相結(jié)合的 16個(gè)信號(hào)點(diǎn)的調(diào)制。為了觀察信道噪聲對(duì)該調(diào)制方式的影響，我們?cè)谝颜{(diào)信號(hào)中又加入了不同強(qiáng)度的高斯 白噪聲，并統(tǒng)計(jì)其譯碼誤碼率。為了簡(jiǎn)化程序和得到可靠的誤碼率，我們?cè)诮庹{(diào)時(shí)并未從已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)載波，而是 直接產(chǎn)生與調(diào)制時(shí)一模一樣的載波來進(jìn)行信號(hào)解調(diào)

2、。三、仿真結(jié)果圖0606己調(diào)信號(hào)加re d .Qn: gre en)0404Q2Q20.20.2O.EO.E己調(diào)信號(hào) 0it re d .Qn: gre en)10ill153035-1Illi15 +'+/ *l# *八：* +*/'*-L一星座圖1D.50-.6附源程序代碼：main_plot.mclear;clc;echo off;close all;N=10000;fb=1;fs=32;fc=4;Kbase=2;%設(shè)定碼元數(shù)量%基帶信號(hào)頻率%抽樣頻率%載波頻率 ,為便于觀察已調(diào)信號(hào)，我們把載波頻率設(shè)的較低 % Kbase=1, 不經(jīng)基帶成形濾波，直接調(diào)制 ;% Kbas

3、e=2,基帶經(jīng)成形濾波器濾波后，再進(jìn)行調(diào)制info=random_binary(N);% 產(chǎn)生二進(jìn)制信號(hào)序列y,I,Q=qam(info,Kbase,fs,fb,fc);% 對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行 16QAM 調(diào)制y1=y; y2=y;% 備份信號(hào)，供后續(xù)仿真用T=length(info)/fb; m=fs/fb; nn=length(info);dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;subplot(211); %便于觀察，這里顯示的已調(diào)信號(hào)及其頻譜均為無噪聲干擾的理想情況 % 由于測(cè)試信號(hào)碼元數(shù)量為 10000 個(gè)，在這里我們只顯示其總數(shù)的 1/10 plot(t(1:1000),y(1:100

4、0),t(1:1000),I(1:1000),t(1:1000),Q(1:1000),0 35,0 0,'b:'); title(' 已調(diào)信號(hào) (In:red,Qn:green)');%傅里葉變換，求出已調(diào)信號(hào)的頻譜 n=length(y); y=fft(y)/n; y=abs(y(1:fix(n/2)*2;q=find(y<1e-04); y(q)=1e-04; y=20*log10(y); f1=m/n; f=0:f1:(length(y)-1)*f1;subplot(223);plot(f,y,'r');grid on;title(&

5、#39; 已調(diào)信號(hào)頻譜 '); xlabel('f/fb');% 畫出 16QAM 調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的星座圖 subplot(224);constel(y1,fs,fb,fc); title(' 星座圖 ');SNR_in_dB=8:2:24; %AWGN 信道信噪比for j=1:length(SNR_in_dB)y_add_noise=awgn(y2,SNR_in_dB(j); % 加入不同強(qiáng)度的高斯白噪聲 y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc);% 對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)numoferr=0;for i=1:Nif (y

6、_output(i)=info(i),numoferr=numoferr+1;end;%統(tǒng)計(jì)誤碼率end;Pe(j)=numoferr/N;end;figure; semilogy(SNR_in_dB,Pe,'red*-'); grid on; xlabel('SNR in dB'); ylabel('Pe');title('16QAM 調(diào)制在不同信道噪聲強(qiáng)度下的誤碼率 ');random_binary.m10000 個(gè)碼元%產(chǎn)生二進(jìn)制信源隨機(jī)序列 function info=random_binary(N)if nargin =

7、 0,% 如果沒有輸入?yún)?shù)，則指定信息序列為N=10000;end;for i=1:N,temp=rand;if (temp<0.5),info(i)=0;% 1/2 的概率輸出為 0elseinfo(i)=1;% 1/2 的概率輸出為 1endend;qam.mfunction y ,I,Q=qam(x,Kbase,fs,fb,fc);%T=length(x)/fb; m=fs/fb; nn=length(x); dt=1/fs; t=0:dt:T-dt;%串/ 并變換分離出 I 分量、 Q 分量，然后再分別進(jìn)行電平映射 I=x(1:2:nn-1); I,In=two2four(I,4

8、*m);Q=x(2:2:nn); Q,Qn=two2four(Q,4*m); if Kbase=2;% 基帶成形濾波I=bshape(I,fs,fb/4); Q=bshape(Q,fs,fb/4);end; y=I.*cos(2*pi*fc*t)-Q.*sin(2*pi*fc*t);% 調(diào)制qamdet.m%QAM 信號(hào)解調(diào) function xn,x=qamdet(y ,fs,fb,fc);dt=1/fs; t=0:dt:(length(y)-1)*dt;I=y.*cos(2*pi*fc*t);Q=-y.*sin(2*pi*fc*t); b,a=butter(2,2*fb/fs);% 設(shè)計(jì)巴

9、特沃斯濾波器I=filtfilt(b,a,I);Q=filtfilt(b,a,Q);m=4*fs/fb; N=length(y)/m; n=(.6:1:N)*m; n=fix(n);In=I(n); Qn=Q(n); xn=four2two(In Qn);%I 分量 Q 分量并 /串轉(zhuǎn)換，最終恢復(fù)成碼元序列 xn nn=length(xn); xn=xn(1:nn/2);xn(nn/2+1:nn); xn=xn(:); xn=xn'bshape.m%基帶升余弦成形濾波器function y=bshape(x,fs,fb,N,alfa,delay);%設(shè)置默認(rèn)參數(shù)if nargin<

10、;6; delay=8;end;if nargin<5; alfa=0.5;end;if nargin<4; N=16;end;b=firrcos(N,fb,2*alfa*fb,fs);y=filter(b,1,x);two2four.m%二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制function y ,yn=two2four(x,m);T=0 1;3 2; n=length(x); ii=1;for i=1:2:n-1;xi=x(i:i+1)+1;yn(ii)=T(xi(1),xi(2);ii=ii+1;end;yn=yn-1.5; y=yn;for i=1:m-1;y=y;yn;end;y=y(:)&

11、#39; % 映射電平分別為 -1.5；0.5；0.5；1.5four2two.m%四進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制function xn=four2two(yn);y=yn; ymin=min(y); ymax=max(y); ymax=max(ymax abs(ymin); ymin=-abs(ymax); yn=(y-ymin)*3/(ymax-ymin);%設(shè)置門限電平，判決I0=find(yn< 0.5); yn(I0)=zeros(size(I0);I1=find(yn>=0.5 & yn<1.5); yn(I1)=ones(size(I1);I2=find(yn>

12、;=1.5 & yn<2.5); yn(I2)=ones(size(I2)*2;I3=find(yn>=2.5); yn(I3)=ones(size(I3)*3;%一位四進(jìn)制碼元轉(zhuǎn)換為兩位二進(jìn)制碼元T=0 0;0 1;1 1;1 0; n=length(yn);for i=1:n;xn(i,:)=T(yn(i)+1,:);end;xn=xn' xn=xn(:); xn=xn'constel.m%畫出星座圖function c=constel(x,fs,fb,fc);N=length(x); m=2*fs/fb; n=fs/fc;i1=m-n; i=1; ph0=(i1-1)*2*pi/n;while i <= N/m;xi=x(i1:i1+n-1);y=2*fft(xi)/n; c(i)=y(2);i=i+1; i1=i1+m;end;%如果無輸出，則作圖if nargout<1;cmax=max(abs(c);ph=(0:5:360)*pi/180;plot(1.414*cos(ph),1.414*sin(ph),'c');hold on;for i=1:len