基于MATLAB的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真9857356

1、基于MATLAB的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 與仿真9857356畢業(yè)論文基于MATLAB的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，作用是將信息 從信源發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)目的地。調(diào)制與解調(diào)在信息的傳輸過程中占據(jù)著重要 的地位，是不可或缺的，因此研究系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程就極為重要。MATLAB 是集數(shù)值計(jì)算、圖形繪制、圖像處理及系統(tǒng)仿真等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué) 計(jì)算語言，它強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和圖形可視化的功能以及豐富的工具箱，為 通信系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程的分析提供了極大的方便。本論文首先介紹了通信系統(tǒng)的概念，進(jìn)而引岀調(diào)制和解調(diào)，然后介紹 了我們常用的幾種調(diào)制和解調(diào)的方法。由于MATLAB

2、具有的強(qiáng)大功能所以詳 細(xì)介紹了 MATLAB通信系統(tǒng)工具箱，并給出了基于MATLAB的通信系統(tǒng)的調(diào)制 與解調(diào)的實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用MATLAB仿真軟件進(jìn)行仿真?！娟P(guān)鍵詞】：通信系統(tǒng)調(diào)制與解調(diào) MATLABABSTRACTCommunication system is used to complete the information transmission process of the floorboard of the technology system, is used to send information from the source to one or more destinations.

3、Modulation and demodulation in the process of information transmission occupies the important position, is indispensable, so the system of modulation and demodulation process is extremely important. MATLAB numerical computation, graphics rendering, Image processing and system simulation, and powerfu

4、l functions in the integration of scientific computing language its powerful function of matrix and graph visualization and rich toolkit, for the analysis of the coinmunication system of modulation and demodulation process provides a great convenience.This paper firstly introduces the concept of com

5、munication system, which lead to modulation and demodulation, and then introduces our commonly used several kinds of modulation and demodulation method.【Key words 】: Communication system Modulation and demodulation MATLAB41目錄前言4第一章通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)5第一節(jié)通信系統(tǒng)的概念5一、模擬通信系統(tǒng).5二數(shù)字通信系統(tǒng)6三、QAM調(diào)制解調(diào)原理.14第二節(jié)多進(jìn)制正交幅度調(diào)制及相干

6、解調(diào)原理框圖17一、正交調(diào)制原理框圖.17二相干解調(diào)原理框圖.18第二章MATLAB通信系統(tǒng)工具箱19第三章MATLAB的模擬調(diào)制和解調(diào)實(shí)例21第一節(jié)用MATLAB分析雙邊帶幅度調(diào)制（DSMAM） 21第二節(jié)用MATLAB分析相干解調(diào)過程24第三節(jié)基于MATLAB的多進(jìn)制正交幅度調(diào)制及相干解調(diào)設(shè)計(jì)與仿真26一、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)26二隨機(jī)信號(hào)的生成26三、星座圖映射27四、波形成形（平方根升余弦濾波器）29五、調(diào)制.30才、加入高斯白噪聲之后解調(diào).31七、誤碼率曲線33A. 16-QAM載波調(diào)制信號(hào)在鈕GN信道下的性能.33第四節(jié)仿真結(jié)果及分析35結(jié)論39致謝4041參考文獻(xiàn)41通信按照傳統(tǒng)

7、的理解就是信息的傳輸，在當(dāng)今高度信息化得社會(huì)，信息和 通信已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的“命脈”。信息作為一種資源，只有通過廣泛的傳播與 交流，才能產(chǎn)生利用價(jià)值，促進(jìn)社會(huì)成員之間的合作，推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展, 創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而通信作為傳輸信息的手段或方式，與傳感技術(shù)、計(jì) 算機(jī)技術(shù)相互融合，已經(jīng)成為21世紀(jì)國(guó)際社會(huì)和世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力， 所以未來的通信對(duì)人們的生活方式和社會(huì)的發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生更加重大和意義深遠(yuǎn) 的影響。在信息傳輸過程中，要求天線的尺寸要和信號(hào)的波長(zhǎng)相比擬，信號(hào)才能有 效的被輻射。對(duì)于語音信號(hào)來說，相應(yīng)的天線尺寸要在幾十公里以上，實(shí)際上 不可能實(shí)現(xiàn)，所以需要經(jīng)過調(diào)制將信號(hào)頻譜搬移到較

8、高的頻率范圍，如果不進(jìn) 行調(diào)制就把信號(hào)直接輻射出去，那么各電臺(tái)所發(fā)出信號(hào)的頻率就會(huì)相同。調(diào)制 作用的實(shí)質(zhì)就是使相同頻率范圍的信號(hào)分別依托于不同頻率的載波上，接收機(jī) 就可以分離出所需的頻率信號(hào)，不致互相干擾。有時(shí)信號(hào)過于復(fù)雜，人工計(jì)算其調(diào)制和解調(diào)過程較難實(shí)現(xiàn)，對(duì)其結(jié)果的分 析又缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，影響了所得結(jié)果在實(shí)際生活中的應(yīng)用，美國(guó) MathWorks公司開發(fā)的MATLAB解決了這一問題。它應(yīng)用于自動(dòng)控制、數(shù)學(xué)計(jì)算、 信號(hào)分析、信號(hào)處理等諸多領(lǐng)域，也是國(guó)內(nèi)髙校和研究部門進(jìn)行許多科學(xué)研究的 重要工具。MATLAB的出現(xiàn)給通信系統(tǒng)的分析提供了極大的方便。41第一章通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)第一節(jié)通信系

9、統(tǒng)的概念通信是為了傳輸信息，通信系統(tǒng)就是將信息從信源發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)目的 地，對(duì)于電通信來說，首先要把消息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后經(jīng)過發(fā)送設(shè)備，將信 號(hào)送入信道，在接收端利用接受設(shè)備對(duì)接收信號(hào)作相應(yīng)的處理后，送給信宿再 轉(zhuǎn)換為原來的消息，這一過程可利用圖1.1所示的通信系統(tǒng)一般模型來概括。圖1.1通信系統(tǒng)的一般模型通信(Communication)ft輸?shù)南⑹嵌喾N多樣的，可以分成兩大類：一類稱 為連續(xù)消息；另一類稱為離散消息。消息的傳遞是通過它的物理載體電信號(hào)來 實(shí)現(xiàn)的，按信號(hào)參量的取值不同，可以把信號(hào)分為兩類：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 通常按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，相應(yīng)的可以把通信系統(tǒng)

10、分為 模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。一、模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號(hào)來傳遞信息的通信系統(tǒng)，其模型如圖1.2所 示，其中包含兩種重要變換。第一種變換是，在發(fā)送端把連續(xù)消息變換成原始 電信號(hào)，在接收端進(jìn)行相反的變換，這種變換由信源和信宿來完成，通常稱為 原始電信號(hào)為基帶信號(hào)，基帶的意思是指信號(hào)的頻譜從零頻附近開始。有些信 道可以直接傳輸基帶信號(hào)，而以自由空間作為信道的無線電傳輸卻無法直接傳 輸這些信號(hào)。因此，模擬通信系統(tǒng)中常常需要進(jìn)行第二種變換：把基帶信號(hào)變41換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)，并在接收端進(jìn)行反變換。完成這種變換和反變 換的通常是調(diào)制器和解調(diào)器。樟擬調(diào)4健2）中取值。412、幅度

11、調(diào)制和相干解調(diào)的原理1)幅度調(diào)制(線性調(diào)制)的原理幅度調(diào)制是由調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號(hào)作線性變 化的過程，設(shè)正弦型載波為c(t)=Acos( coct(p)(2-1)式中：A為載波幅度；啟為載波角頻率；傾)為載波初始相位(以后可以假 定為卩0為0,而不失討論的一般性)。根據(jù)調(diào)制定義，幅度調(diào)制信號(hào)(已調(diào)信號(hào))一般可表示成Sm(t)=Am(t)cos (coct)(2-2)式中：m為基帶調(diào)制信號(hào)。設(shè)調(diào)制信號(hào)m的頻譜為M9),則由上式(2.3-2)不難得到已調(diào)信號(hào)Sm(t) 的頻譜S(e)S(q) = M 9 + coc) + M (力 一 coc)(2-3)由以上表示式可見，在

12、波形上，幅度己調(diào)信號(hào)的幅度隨基帶信號(hào)的規(guī)律而 呈正比地變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基信號(hào)頻譜在頻域內(nèi)的簡(jiǎn)單搬 移(精確到常數(shù)因子)。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為線 性調(diào)制，這里的“線性”并不意味著已調(diào)信號(hào)與調(diào)制信號(hào)之間符合線性變換關(guān)系, 實(shí)際上，任何調(diào)制過程都是一種非線性的變換過程。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅就是常規(guī)雙邊帶調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)幅(AM)。假設(shè)調(diào)制信號(hào)m(t)的平 均值為0,將其疊加一個(gè)直流偏量A0后與載波相乘(如圖14所示)，即可形成 調(diào)幅信號(hào)。Sm(t)圖14AM調(diào)制模型其時(shí)域表示式為SAM(t)=A0+m(t) cos6Z7 =A0 coscoct +m(t) coscoct

13、(2-4)式中：AO為外加的直流分量；m(t)可以是確知信號(hào)，也可以是隨機(jī)信號(hào)。41若m(t)是確知信號(hào)，則AM信號(hào)的頻譜為SAM( 0 )=fAO+ a) + 5(。一 coc) +l/2 M(0 + coc) + M(e - coc) (2-5)2)相干解調(diào)相干解調(diào)也叫同步檢波，解調(diào)與調(diào)制的實(shí)質(zhì)一樣，均是頻譜搬移。調(diào)制是 把基帶信號(hào)的頻譜搬到了載波位置，這一過程可以通過一個(gè)相乘器與載波相乘 來實(shí)現(xiàn)。解調(diào)則是調(diào)制的反過程，即把在載頻位置的已調(diào)信號(hào)的頻譜搬回到原 始基帶位置，因此同樣可以用相乘器與載波相乘來實(shí)現(xiàn)，相干解調(diào)的一般模型 如圖1.5所示。Sm(t)Sp(t) Sd(t)vy1 LP

14、kc(t)丄 cosart圖1.5相干解調(diào)器的一般模型相干解調(diào)時(shí)，為了無失真的恢復(fù)原基帶信號(hào)，接收端必須提供一個(gè)與接收 的已調(diào)載波嚴(yán)格同步(同頻同相)的本地載波(稱為相干載波)，它與接收的已 調(diào)信號(hào)相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號(hào)。相干解調(diào)器適用于所有的線性調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。送入解調(diào)器的己調(diào)信號(hào)的 一般表達(dá)式為Sm(t)=SI(t) cosaf +SQ(t) sin coct(2-6)與同頻同相的相干載波c(t)相乘后，得Sp(t)= Sm(t) coscoct =1/2 SI(t)+l/2 SI(t) cos2yf +1/2SQ(t) sin 2如(2-7)經(jīng)低通濾

15、波器(LPF)后，得Sd(t)=1/2 SI(t)(2-8)其中，SI是m通過一全通濾波器Hl 2)后的結(jié)果。因此，Sd(t)就是41解調(diào)輸出，即Sd(t)=1/2 SI(t) m(t)由此可見，相干解調(diào)器適用于所有線性調(diào)制信號(hào)的解調(diào)，即對(duì)于AM、DSB、 SSB和VSB都是適用的。只是AM信號(hào)的解調(diào)結(jié)果中含有直流成分A0,這時(shí) 在解調(diào)后加上一個(gè)簡(jiǎn)單的隔直流電容即可。413、正交幅度調(diào)制解調(diào)原理1)正交幅度調(diào)制技術(shù)正交振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)是一種振幅和相 位聯(lián)合鍵控。雖然MPSK和MDPSK等相移鍵控的帶寬和功率方面都具有優(yōu)勢(shì), 即帶

16、寬占用小和比特噪聲比要求低。但是由圖16可見，在MPSK體制中，隨 著龍/815/8圖1.6 8PSK信號(hào)相位M的增大，相鄰相位的距離逐漸減小，使噪聲容限隨之減小，誤碼率難于 保證。為了改善在M大時(shí)的噪聲容限，發(fā)展出了 QAM體制。在QAM體制中, 信號(hào)的振幅和相位作為兩個(gè)獨(dú)立的參量同時(shí)受到調(diào)制。這種信號(hào)的一個(gè)碼元可 以表示為(21)sk (r) = Ak cos(69(/ + Q) kT t 發(fā)送QAM信號(hào)圖1.14 QAM調(diào)制器框圖2、QAM的解調(diào)和判決假設(shè)在信號(hào)傳輸中存在載波相位偏移和加性高斯噪聲。因此I可以表示為W) = A“g/a)cos(2 對(duì)；+0) + A附gr sin(2 或

17、 + 0) + (f)其中0是載波相位偏移，且n(t)=叫(f)cos20J -叫()2 或 r將接收信號(hào)與下述兩個(gè)相移函數(shù)進(jìn)行相關(guān)叭()=gT (Ocos(2 和 + 0)Yi (0 = St (O sin(2=1誤碼率的的嚴(yán)格上限。幾 =1 - 卜20 J3Ejv /（M -1）NO V=4Qj3KE.Vb/（M1）N。其中，EJNo是每比特的平均信噪比。第二節(jié)多進(jìn)制正交幅度調(diào)制及相干解調(diào)原理框圖一、正交調(diào)制原理框圖基帶信號(hào)X串并轉(zhuǎn)換電平映射成形濾波圖1.16正交調(diào)制原理框圖41二、相干解調(diào)原理框圖COSWtLPF抽樣判決In已調(diào)信號(hào)y EPF載波恢復(fù)時(shí)鐘恢復(fù)恢復(fù)信號(hào)X90度相移-sinw

18、tt X ； LPF Qn 抽樣判決圖1.17相干解調(diào)原理框圖41第二章MATLAB通信系統(tǒng)工具箱MATLAB通信系統(tǒng)工具箱主要應(yīng)用于參數(shù)化模型，頻譜分析和估計(jì)等。通 信系統(tǒng)工具箱實(shí)際上是用MATLAB的基本語句變成的各種子程序集，用于解決 某一方面的專門問題或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法。MATLAB的通信系統(tǒng)工具箱可以 任意增減，不同的工具箱可以給不同領(lǐng)域的用戶提供豐富強(qiáng)大的功能。MATLAB中的通信系統(tǒng)工具箱是目前比較成熟的通信系統(tǒng)仿真工具， MATLAB通信系統(tǒng)工具箱提供的函數(shù)主要用于處理通信及傳輸問題，為我們分 析通信系統(tǒng)中每個(gè)過程提供了極大的幫助，使我們能夠輕松直觀的解決問題。常用的MATL

19、AB函數(shù)主要有以下幾項(xiàng)：K figure功能：創(chuàng)建新的圖形窗口(用于輸出圖形的窗口)。格式：figure說明：Hgure函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的圖形窗口，并成為當(dāng)前圖形窗口，所創(chuàng)建的 圖形窗口的序號(hào)是按同一 MATLAB程序中創(chuàng)建的順序號(hào)。2. plot功能：線型繪圖函數(shù)。格式：plot(x)plot(x,y)說明：plot(x)是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)用方式，X是長(zhǎng)度為n的數(shù)值向量。plot(x) 的作用是在坐標(biāo)系中順序地用直接連接頂點(diǎn)i,x(i),E,2,n生成一條折線。當(dāng) 向量元素充分多時(shí)，即可生成一條光滑的曲線。3、subplot功能：多坐標(biāo)設(shè)置與定位當(dāng)前坐標(biāo)系。格式：subplot(m，n,k)說明

20、：subplot(叫n,k)將圖形窗口分成m行n列m*n塊子區(qū)域，按從上到41 下，從左到右的順序，在第k塊子區(qū)域定義一個(gè)坐標(biāo)系，使其成為當(dāng)前坐標(biāo)系，隨 后的繪圖函數(shù)將在該坐標(biāo)系輸出圖形。4、ezplot功能：該命令用來繪制符號(hào)表達(dá)式的自變量和對(duì)應(yīng)各函數(shù)值的二維曲線。格式：ezplot(F, xmin9xmax9fig)說明：其中F是要畫的符號(hào)函數(shù)；xmin,xmax是繪圖的自變量范圍，fip 是窗口。5. axis功能：該命令用來控制坐標(biāo)軸的特性。格式：axis(xmin9xmax9 yminjmax)說明：此為坐標(biāo)范圍，其中xminxmax , yininymax。7. angle功能：求

21、復(fù)數(shù)的相角。格式：P=angle(Z)說明：當(dāng)Z為復(fù)數(shù)矩陣時(shí)，用來求矩陣Z中每個(gè)元素的相角，相角位于41第三章MATLAB的模擬調(diào)制和解調(diào)實(shí)例第一節(jié)用MATLAB分析雙邊帶幅度調(diào)制(DSM-AM)我們可以利用MATLAB強(qiáng)大的符號(hào)運(yùn)算功能來進(jìn)行運(yùn)算,再根據(jù)MATLAB的 可視化結(jié)果進(jìn)行分析。在DSB-AM中，己調(diào)信號(hào)的時(shí)域表示為：u (t) =m (t) c (t) =Acm (t) cos(2p/c7 + 0)式中，m(t)是消息信號(hào)，c(t)=Ac cos(2j/c7 + )為載波，fc是載波的頻 率(單位：HZ),火是初始相位。為了討論方便取初相女=0 (以下類似)。隨u(t)作傅里葉變

22、換，即可得到信號(hào)的頻域表示：U (f) =Ac/2 M(/-/c)+Ac/2+ fc)傳輸帶寬Bt是消息信號(hào)帶寬W的兩倍，即：Bt=2W八 0tt0/3某消息信號(hào)m(t)= -2 t0/3t dfl=fft_seq (m, ts, df);%調(diào)制信號(hào)%傅里葉變換M=M/FS;U, u, dfl=fft_seq(m, ts, df);U=U/FS;C, c, dfl=fft_seq(c, ts, df);f=O：dfl :dfl* (length (m)-l)-Fs/2;subplot (2,2,1) ;plot (t, m(l: length(t); title(未調(diào)制信號(hào))；subplot

23、(2, 2, 2) ;plot (t, u(1: length(t);%頻率矢量%未調(diào)制信號(hào)%已調(diào)制信號(hào)title(已調(diào)制信號(hào))；subplot(2,2,3)； plot(f, abs(fftshift(M);%未調(diào)制信號(hào)頻譜title(未調(diào)制信號(hào)頻譜)；subplot (2, 2, 4)； plot (f, abs (fftshift (U);%己調(diào)制信號(hào)頻譜title(己調(diào)制信號(hào)頻譜5傅里葉變換函數(shù)fft_seq,源代碼如下：functionM, df =fft_seq(m, ts, df)% M, m, df=fft_seq(m, ts, df)% M, m, df=fft_seq(m,

24、 ts)%M為輸入序列m的傅里葉變換，ts為抽樣間隔，輸入df為頻率分 辨率%輸出序列m按要求的頻率分辨率df進(jìn)行補(bǔ)零后的序列%輸出df為最終的頻率分辨率41fs=l/ts;if nargin=2, nl=O; else, nl=fs/df; endn2=length(m);n=2* (max(nextpow2(nl), nexpow2(n2);M=fft (m n);m= m zeros (n-n2);df=fs/n;運(yùn)行后得到的信號(hào)和調(diào)制信號(hào)如圖3.1所示:未調(diào)制信號(hào)已調(diào)制信號(hào) 0.1 0.2未調(diào)制信號(hào)頻語0.1己調(diào)制信號(hào)頻譜0.2 |-500500圖3-1雙邊帶幅度調(diào)制信號(hào)41第二節(jié)用M

25、ATLAB分析相干解調(diào)過程 OVtVtO/3例某消息信號(hào)* (t)= -2 10/3t 2) ;plot (t, dem(l：length(t); %解調(diào)信號(hào)title(解調(diào)信號(hào)5subplot (2, 2, 3) ； plot (f, abs (fftshift (M);%未調(diào)制信號(hào)頻title( “未調(diào)制信號(hào)頻譜9;subplot (2, 2, 4)； plot (f, abs(fftshift (DEM) ； %解調(diào)信號(hào)的 頻譜 title(已調(diào)制信號(hào)譜)；運(yùn)行該程序后得到的信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，以及信號(hào)調(diào)制前、后的頻譜對(duì)比如 圖32所示:41未謂制信號(hào)解調(diào)信號(hào)0.20.20.1丄01已調(diào)制信

26、號(hào)譜0.110000 woo未調(diào)制信號(hào)頻譜-000 ；0 1000圖3.2相干解調(diào)信號(hào)第三節(jié)基于MATLAB的多進(jìn)制正交幅度調(diào)制及相干解調(diào)設(shè)計(jì)與仿真一、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)首先進(jìn)行系統(tǒng)的分析的設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)分為如下幾個(gè)部分：隨機(jī)序列的產(chǎn) 生，序列的串并和并串轉(zhuǎn)換，16QAM調(diào)制，星座圖的繪制，16QAM解調(diào)，加 入噪聲，誤碼率的測(cè)量及繪圖。二、隨機(jī)信號(hào)的生成利用Matlab中的random_binarv函數(shù)來產(chǎn)生O 1等概分布的隨機(jī)信號(hào)。41源代碼如下所示:random_binary.m%產(chǎn)生二進(jìn)制信源隨機(jī)序列function info=random_binary(N)if nargin =

27、0,%如果沒有輸入?yún)?shù)，則指定信息序列為10000個(gè)碼元 N=10000;end;for i=l:N,teinp=rand;iF (tempv05),info(i)=0;% 1/2 的概率輸出為0 elseinfo(i)=l;% 1/2 的概率輸出為1 endend;三、星座圖映射對(duì)產(chǎn)生的二進(jìn)制隨機(jī)序列進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，分離出I分量.Q分量，然后再分 別進(jìn)行電平映射。由于是調(diào)用matlab系統(tǒng)函數(shù)調(diào)制解調(diào)，在此將轉(zhuǎn)換后邊的序 列進(jìn)行四進(jìn)制轉(zhuǎn)換，方便后面的調(diào)制，再將轉(zhuǎn)換好的序列通過調(diào)用qam()函數(shù)進(jìn) 行16qam調(diào)制，具體代碼如下：代碼如下：%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

28、I=x(l:2:nn-1);I,InJ=two2four(I,4*m)；Q=x(2:2:nn);Q,Qn=two2four(Q,4*m);%基帶成形濾if Kbase=2;41I=bshape(I,fs,fb/4);Q=bshape(Q/sfb/4);end;y=L*cos(2*pi*fc*t)-Q.*sin(2*pi*fc*t);二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制代碼：two2foiir.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);11=1;for i=l:2:n-l;xi=x(i:i+l)+l;yn(ii)=T(xi(l),xi

29、 (2);li=ii+l;end;yn=yn-L5;y=yn；for i=l:m-l;y=y;yn；end;y=W：)； %映射電平分別為15； 0.5； 0.5； 1.5畫出星座圖代碼如下：constel.mfunction c=constel(x,fsjb,fc);N=length(x);m=2*fs/fb; n=fs/fc;ll=m-n;1=1;ph0=(il-l)*2*pi/n;while i = N/in;%調(diào)制%畫出星座圖41xl=x(il:il+n.l);y=2*fft(xi)/n;c(i)=y(2);i=i+l;il=il+m;end;%如果無輸出，則作圖if nargout4

30、14*cos(ph)4414*sin(ph)/cf);hold on;for i=l:length(c);ph=phO-angle(c(i);a=abs(c(i)/cmax* 1.414;plot(a*cos(ph),a*sin(ph)/r*f);end;plot(-1.5 1.5,00,-1.5 1.5,k:1);hold off;axis equal;axis(-L5 1.5 1.5 1.5);end;四. 波形成形(平方根升余弦濾波器)為了避免相鄰傳輸信號(hào)之間的串?dāng)_，多元符號(hào)需要有合適的信號(hào)波形。方 波是在本地?cái)?shù)字信號(hào)處理時(shí)常見的波形，但在實(shí)際傳輸時(shí)這種方波并不合適。 根據(jù)奈奎斯特第一準(zhǔn)

31、則，在實(shí)際通信系統(tǒng)中一般均使接收波形為升余弦滾降信 號(hào)。這一過程由發(fā)送端的基帶成形濾波器和接收端的匹配濾波器兩個(gè)環(huán)節(jié)共同 實(shí)現(xiàn)，因此每個(gè)環(huán)節(jié)均為平方根升余弦滾降濾波，兩個(gè)環(huán)節(jié)合成就實(shí)現(xiàn)了一個(gè) 升余弦滾降濾波。實(shí)現(xiàn)平方根升余弦滾降信號(hào)的過程稱為“波形成形”，通過 采用合適的濾波器對(duì)多元碼流進(jìn)行濾波實(shí)現(xiàn)，由于生成的是基帶信號(hào)，因此這41一過程又稱“基帶成形濾波”。代碼如下：bshape.m%基帶升余弦成形濾波器function y=bshape(x 應(yīng),fb,N,alfa,del ay);%設(shè)置默認(rèn)參數(shù)if nargin6; delay=8; end;if nargin5; alfa=0.5; e

32、nd;if nargin*cos(2*pi*fc*t); Q=-y.*sin(2*pi*fc*t);b,a=butter(2,2*fb/fs);% 設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器I=flltfilt(b,aJ);Q=flltfllt(b,a,Q);m=4*fs/fb;N=length(y)/m;n=(.6:l:N)*m;n=flx(n);41In=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XII nn=length(xn);xn=xn(l:nn/2);xn(nn/2+l:nn);xn=xn(:);xn=xnf;四進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼如下：%

33、四進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制function xn=four2two(yn);y=yn; ymin=inin(y);ymax=max(y);ymax=max(ymax abs(ymin);ymin=-abs(ymax);yn=(y-ymin)*3/(ymax-ymln);%設(shè)置門限電平，判決I0=flnd(yn=0.5 & yn=L5 & yn=2.5);yn(I3)=ones(slze(I3)*3;%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=l:n;xn(i,:)=T(yn(i)+l,:);end;xn=xn,;41xn=xn(:); x

34、n=xnf;七、誤碼率曲線誤碼率代碼如下：numoferr=0;for i=l:Nif (y_output =info(i),numoferr=numoferr+l;end;end;%統(tǒng)計(jì)誤碼率Pe(J )=numofer r/N;end;figure;semilogy (SNR_in_d B，Pe, red *)；grid on;xlabel(*SNR in dB);ylabel(Pe);titleC16QAM調(diào)制在不同信道噪聲強(qiáng)度下的誤碼率J；八、16QAM載波調(diào)制信號(hào)在AWGN信道下的性能16-QAM載波調(diào)制信號(hào)在AWGN信道下的性能代碼如下： clear allnsyinbol= 100000;%每種信噪比下的發(fā)送符號(hào)數(shù)M=16;% 16-QAMgraycode=0 13 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10;% Gray編碼規(guī)則EsN0=5:20;%信噪比，Es/N041snrl=10eA(EsN0/10);%消息數(shù)據(jù)% Gray映射 %基帶 16-QAM調(diào)制 %求每個(gè)符 號(hào)的平均功率%根據(jù)符號(hào)功率求噪聲功