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

1、姓名：nikeymatlab 環(huán)境下 16qam 調(diào)制及解調(diào)仿真程序說明 一、 正交調(diào)制及相干解調(diào)原理框圖in電平映射成形濾波xcoswt基帶信號x串并轉(zhuǎn)換載波發(fā)生器90度相移+已調(diào)信號yqn電平映射成形濾波x-sinwt正交調(diào)制原理框圖xlpf抽樣判決incoswt已調(diào)信號yepf載波恢復(fù)時鐘恢復(fù)并串轉(zhuǎn)恢復(fù)信號x換90度相移x-sinwtlpf抽樣判決qn相干解調(diào)原理框圖二、 mqam 調(diào)制介紹及本仿真程序的幾點說明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 個信號點的調(diào)制。為了觀察信道噪聲對該調(diào)制方式的影響，我們在已調(diào)信號中又加入了不同強度的高斯

2、白噪聲，并統(tǒng)計其譯碼誤碼率。為了簡化程序和得到可靠的誤碼率，我們在解調(diào)時并未從已調(diào)信號中恢復(fù)載波，而是 直接產(chǎn)生與調(diào)制時一模一樣的載波來進行信號解調(diào)。三、 仿真結(jié)果圖附源程序代碼：main_plot.mclear;clc;echo off;close all;n=10000; % 設(shè)定碼元數(shù)量fb=1; %基帶信號頻率fs=32; % 抽樣頻率fc=4; %載波頻率,為便于觀察已調(diào)信號，我們把載波頻率設(shè)的較低 kbase=2; % kbase=1,不經(jīng)基帶成形濾波，直接調(diào)制;% kbase=2,基帶經(jīng)成形濾波器濾波后，再進行調(diào)制info=random_binary(n); %產(chǎn)生二進制信號序列

3、y,i,q=qam(info,kbase,fs,fb,fc); %對基帶信號進行 16qam 調(diào)制y1=y; y2=y; %備份信號，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)信號及其頻譜均為無噪聲干擾的理想情況%由于測試信號碼元數(shù)量為 10000 個，在這里我們只顯示其總數(shù)的 1/10plot(t(1:1000),y(1:1000),t(1:1000),i(1:1000),t(1:1000),q(1:1000),0 35,0 0,b:);t

4、itle(已調(diào)信號(in:red,qn:green);%傅里葉變換，求出已調(diào)信號的頻譜n=length(y); y=fft(y)/n; y=abs(y(1:fix(n/2)*2;q=find(y1e-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(已調(diào)信號頻譜); xlabel(f/fb);%畫出 16qam 調(diào)制方式對應(yīng)的星座圖subplot(224);constel(y1,fs,fb,fc); title(星座圖);snr_in_db=

5、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); %加入不同強度的高斯白噪聲y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc); %對已調(diào)信號進行解調(diào)numoferr=0;for i=1:nif (y_output(i)=info(i),numoferr=numoferr+1;end;end;pe(j)=numoferr/n; %統(tǒng)計誤碼率end;figure;semilogy(snr_in_db,pe,red*-);grid on;xxxxxx (snr in d

6、b);yyyyyy (pe);title(16qam 調(diào)制在不同信道噪聲強度下的誤碼率); random_binary.m%產(chǎn)生二進制信源隨機序列function info=random_binary(n)if nargin = 0, %如果沒有輸入?yún)?shù)，則指定信息序列為 10000 個碼元 n=10000;end;for i=1:n,temp=rand;if (temp0.5),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=le

7、ngth(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，然后再分別進行電平映射 i=x(1:2:nn-1); i,in=two2four(i,4*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 信號解調(diào)function xn,x=qamdet

8、(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)計巴特沃斯濾波器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)

9、;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)置默認參數(shù)if nargin6; delay=8; end;if nargin5; alfa=0.5; end;if nargin4; n=16; end;b=firrcos(n,fb,2*alfa*fb,fs);y=filter(b,1,x);two2four.m%二進制轉(zhuǎn)換成四進制function y,yn=two2four(x,m);t=0 1;3 2; n=length(x); ii=1;for i=1:

10、2:n-1;xx =x(i:i+1)+1;yy (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(:); %映射電平分別為-1.5；0.5；0.5；1.5four2two.m%四進制轉(zhuǎn)換成二進制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

11、=1.5 & yn=2.5); yn(i3)=ones(size(i3)*3; %一位四進制碼元轉(zhuǎn)換為兩位二進制碼元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 nargout1;cmax=max(abs(c);ph=(0:5:360)*pi/180;plot(1.414*cos(ph),1.414*sin(ph),c);hold on;