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1、姓名：NikeyMATLAB 环境下 16QAM 调制及解调仿真程序说明 一、 正交调制及相干解调原理框图In电平映射成形滤波Xcoswt基带信号x串并转换载波发生器90度相移+已调信号yQn电平映射成形滤波X-sinwt正交调制原理框图XLPF抽样判决Incoswt已调信号yEPF载波恢复时钟恢复并串转恢复信号x换90度相移X-sinwtLPF抽样判决Qn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
2、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.mclear;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
3、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 1/10plot(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(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=
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:Nif (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;xxxxxx (SNR in d
6、B);yyyyyy (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 (temp0.5),info(i)=0; % 1/2 的概率输出为 0elseinfo(i)=1; % 1/2 的概率输出为 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
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); %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)
9、;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 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:
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(:); %映射电平分别为-1.5；0.5；0.5；1.5four2two.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
11、=1.5 & 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;
12、 c(i)=y(2);i=i+1; i1=i1+m;end;%如果无输出，则作图if nargout1;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;