MATLAB环境下16QAM调制及解调仿真程序说明（精）

姓名:Nikey MATLAB 环境下 环境下环境下

环境下16QAM调制及解调仿真 调制及解调仿真调制及解调仿真 调制及解调仿真程序说明 程序说明程序说明

程序说明一、正交调制及相干解调原理框图 正交调制原理框图 相干解调原理框图二、

MQAM调制介绍及本仿真程序的几点说明 MQAM可以用正交调制的方法产生,本仿真中取M=16,即幅度和相位相结合的

16个信号点的调制。

为了观察信道噪声对该调制方式的影响,我们在已调信号中又加入了不同强度的高斯白噪声,并统计其译码误码率。

为了简化程序和得到可靠的误码率,我们在解调时并未从已调信号中恢复载波,而是

直接产生与调制时一模一样的载波来进行信号解调。 三、仿真结果图

附源程序代码:

main_plot.m clear;clc;echo off;close all; N=10000; %设定码元数量 fb=1; %基带信号频率 fs=32; %抽样频率

fc=4; %载波频率,为便于观察已调信号,我们把载波频率设的较低Kbase=2; % Kbase=1,不经基带成形滤波,直接调制;

% Kbase=2,基带经成形滤波器滤波后,再进行调制 info=random_binary(N; %产生二进制信号序列

[y,I,Q]=qam(info,Kbase,fs,fb,fc; %对基带信号进行16QAM调制 y1=y; y2=y; %备份信号,供后续仿真用 T=length(info/fb; m=fs/fb; nn=length(info; dt=1/fs; t=0:dt:T-dt; subplot(211;

%便于观察,这里显示的已调信号及其频谱均为无噪声干扰的理想情况 %由于测试信号码元数量为10000个,在这里我们只显示其总数的1/10 plot(t(1:1000,y(1:1000,t(1:1000,I(1:1000,t(1:1000,Q(1:1000,[0 35],[0 0],'b:'; title('已调信号(In:red,Qn:green'; %傅里叶变换,求出已调信号的频谱

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('已调信号频谱'; xlabel('f/fb'; %画出16QAM调制方式对应的星座图 subplot(224;

constel(y1,fs,fb,fc; title('星座图';

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; %加入不同强度的高斯白噪声 y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc; %对已调信号进行解调 numoferr=0; for i=1:N

if (y_output(i~=info(i, numoferr=numoferr+1; end; end;

Pe(j=numoferr/N; %统计误码率 end; figure;

semilogy(SNR_in_dB,Pe,'red*-'; grid on;

xlabel('SNR in dB'; ylabel('Pe';

title('16QAM调制在不同信道噪声强度下的误码率'; random_binary.m % 产生二进制信源随机序列 function [info]=random_binary(N

if nargin == 0, %如果没有输入参数,则指定信息序列为10000个码元 N=10000; end; for i=1:N, temp=rand; if (temp<0.5,

info(i=0; % 1/2的概率输出为0 else

info(i=1; % 1/2的概率输出为1 end

end;

qam.m function [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/并变换分离出I分量、Q分量,然后再分别进行电平映射 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; %基带成形滤波 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; %调制 qamdet.m %QAM 信号解调

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; %设计巴特沃斯滤波器 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/串转换,最终恢复成码元序列xn nn=length(xn; xn=[xn(1:nn/2;xn(nn/2+1:nn]; xn=xn(:; xn=xn'; bshape.m %

基带升余弦成形滤波器

function y=bshape(x,fs,fb,N,alfa,delay; %设置默认参数 if nargin<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 % 二进制转换成四进制 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(:'; %映射电平分别为-1.5;0.5;0.5;1.5 four2two.m % 四进制转换成二进制 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; %设置门限电平,判决

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>=1.5 & yn<2.5; yn(I2=ones(size(I2*2; I3=find(yn>=2.5; yn(I3=ones(size(I3*3;

%一位四进制码元转换为两位二进制码元 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 % 画出星座图

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;

%如果无输出,则作图 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:length(c; ph=ph0-angle(c(i; a=abs(c(i/cmax*1.414; plot(a*cos(ph,a*sin(ph,'r*'; end;

plot([-1.5 1.5],[0 0],'k:',[0 0],[-1.5 1.5],'k:'; hold off; axis equal; axis([-1.5 1.5 -1.5 1.5]; end;

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