通信原理课程设计(1)

4 基于MATLAB的多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调

设计与仿真

4.1系统设计

首先进行系统的分析的设计，整个设计分为如下几个部分：随机序列的产生、序列的串/并和并/串转换、16QAM调制、星座图的绘制、16QAM解调、加入噪声、误码率的测量及仿真图形显示。 4.2随机信号的生成

利用Matlab中的random_binary函数来产生0、1等概分布的随机信号。源代码如下所示： 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;

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4.3 星座图映射

对产生的二进制随机序列进行串并转换，分离出I分量、Q分量，然后再分别进行电平映射。由于是调用matlab系统函数调制解调，在此将转换后边的序列进行四进制转换，方便后面的调制，再将转换好的序列通过调用qam()函数进行16qam调制，具体代码如下： 代码如下：

%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 二进制转换成四进制代码： 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;

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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 星座图代码如下： 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;

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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;

4.4波形成形（平方根升余弦滤波器）

为了避免相邻传输信号之间的串扰，多元符号需要有合适的信号波形。方波是在本地数字信号处理时常见的波形，但在实际传输时这种方波并不合适。根据奈奎斯特第一准则，在实际通信系统中一般均使接收波形为升余弦滚降信号。这一过程由发送端的基带成形滤波器和接收端的匹配滤波器两个环节共同实现，因此每个环节均为平方根升余弦滚降滤波，两个环节合成就实现了一个升余弦滚降滤波。实现平方根升余弦滚降信号的过程称为“波形成形”，通过采

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