姓名：Nikey
MATLAB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载波发生器基带信号x串并转换Qn电平映射成形滤波+90度相移-sinwt已调信号yXIn 正交调制原理框图
Xcoswt已调信号yEPF载波恢复LPF抽样判决时钟恢复并串转换恢复信号x90度相移-sinwtQnLPF抽样判决X 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);
MATLAB环境下16QAM调制与解调仿真程序说明
