16QAM调制解调(MATLAB)

2019-08-31 15:07

题目:

基于MATLAB的16QAM及32QAM系统的仿真

原理:

QAM是一种矢量调制,将输入比特映射到一个复平面,形成复数调制信号,然后将I信号和Q信号(实部虚部)分量采用幅度调制,分

sin?t)别对应调制在相互正交的两个载波(cos?t,上。下图为MQAM

的调制原理图。

MQAM的信号表达式:

si?t??aiCgT?t?cos?Ct?aiSgT?t?sin?Cti?1,2,...,M,0?t?TS

aiC与aiS是具有M种不同幅度的加权值上述表达式可以看出,QAM为两个正交载波振幅相位调制的结合。波形矢量可以表示为:

si?t??si1f1?t??si2f2?t?i?1,2,...,M,0?t?TS

f1?t??f2?t??TS2gT?t?cos?Ct,Eg2gT?t?sin?Ct,Eg0?t?TS0?t?TS

si1??si?t?f1?t?dti?1,2,...,M0si2??si?t?f2?t?dti?1,2,...,M0TSMQAM信号最佳接收:

实验仿真条件:

码元数量设定为10000个,基带信号频率1HZ,抽样频率32HZ,载波频率4HZ。

实验结果分析:

对于QAM,可以看成是由两个相互正交且独立的多电平ASK信号叠加而成。因此,利用多电平误码率的分析方法,可得到M进制QAM的误码率为:

Pe?(1?

3lo2gLEb1)erf[c()]LL2?1n0

式中,L?M,Eb为每码元能量,n0为噪声单边功率谱密度。

通过调整高斯白噪声信道的信噪比SNR(Eb/No),可以得到如图所示的误码率图:

100QAM信号误码率分析10-1误码率10-210-3-1-0.500.51信噪比1.522.5

可见16QAM和32QAM信号的误码率随着信噪比的增大而逐渐减小,这与理论趋势是一致的,但是存在偏差。

总结:

与16QAM比较,32QAM解调的误码率高,但数据速率高。16QAM一般工作在大信噪比环境下,误码率会很小,在同等噪声条件下,16QAM的抗噪声性能是相当优越的。

附录代码: 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;

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(212); plot(f,y,'b'); 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 %%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;


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