基于QAM調(diào)制的無線衰落信道的性能分析與仿真

1、基于QAM調(diào)制的無線衰落信道的性能分析與仿真(畢業(yè)論文) *實踐教學(xué) *蘭州理工大學(xué)計算機與通信學(xué)院2021年秋季學(xué)期?通信系統(tǒng)綜合訓(xùn)練?題 目:基于QAM調(diào)制的無線衰落信道的性能分析與仿真專業(yè)班級: 通信工程(1)班姓 名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 成 績:摘要 近年來,信息通信領(lǐng)域中,開展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。但無線信道中的衰落現(xiàn)象,嚴重影響通信系統(tǒng)的性能,所以了解和掌握衰落信道中無線通信系統(tǒng)的性能是重中之重。本次課題正是基于QAM調(diào)制的無線衰落信道的性能分析與仿真,首先介紹了QAM調(diào)制解調(diào)原理以及無線衰落信道特征,其次利用Matble分析工具分析16QAM已調(diào)信號的頻譜圖,最后

2、分析衰落信道下的系統(tǒng)的誤碼率,并與高斯信道下的性能進行比照。關(guān)鍵詞:正交振幅調(diào)制;Matble;調(diào)制解調(diào);仿真目錄摘要1前言3一 根本原理4 1.1QAM調(diào)制解調(diào)原理4 1.1.1QAM調(diào)制原理41.1.2QAM的解調(diào)和判決原理5 1.1.3QAM的誤碼性能6二 無線衰落信道的特征8 2.1瑞利衰落信道8 2.2瑞利衰落信道根本模型8三 系統(tǒng)分析10四 系統(tǒng)設(shè)計及系統(tǒng)調(diào)試11 4.1 16QAM調(diào)制信號114.1.1 信號源11 4.1.2 串并轉(zhuǎn)換114.1.3 2-4電平轉(zhuǎn)換12 4.1.4 增加載波13 4.1.5 調(diào)制信號形成14 4.2 16QAM調(diào)制信號的噪聲疊加15 4.3 16

3、QAM解調(diào)模塊的建立與仿真15 4.3.1 濾波器16 4.3.2 抽樣判決和4-2電平轉(zhuǎn)換16 4.3.3 并串轉(zhuǎn)換17 4.4 無線衰落信道性能分析18 4.4.1 16QAM抗噪聲性能仿真18總結(jié)20參考文獻21附錄22致謝36 前言 隨著通信業(yè)迅速的開展,傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的容量已經(jīng)越來越不能滿足當前用戶的要求,而可用頻譜資源有限,業(yè)不能靠無限增加頻道數(shù)目來解決系統(tǒng)容量問題。另外,人們亦不能滿足通信單一的語音效勞,希望能利用移動 進行圖像等多媒體信息的通信。但由于圖像通信比 需要更大的信道容量。高效、可靠的數(shù)字傳輸系統(tǒng)對于數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的實現(xiàn)很重要,正交幅度調(diào)制QAM是數(shù)字通信中一種經(jīng)常利

4、用的數(shù)字調(diào)制技術(shù),尤其是多進制QAM具有很高的頻帶利用率,在通信業(yè)務(wù)日益增多使得頻帶利用率成為主要矛盾的情況下,正交幅度調(diào)制方式是一種比擬好的選擇。 如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶,全球范圍內(nèi)的無線用戶數(shù)量目前已經(jīng)超過2億。這些人包括大學(xué)教授、倉庫管理員、護士、商店負責(zé)人、辦公室經(jīng)理和卡車司機。他們使用無線通信技術(shù)的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。但是在無線信道中存在著衰落現(xiàn)象,這將嚴重影響通信系統(tǒng)的性能。所以了解和掌握衰落信道中無線通信系統(tǒng)的性能成為一個關(guān)鍵問題。一 根本原理1.1 QAM調(diào)制解調(diào)原理1.1.1 QAM調(diào)制原理 正交幅度調(diào)制(QAM)是數(shù)字通信中一種經(jīng)常利用

5、的數(shù)字調(diào)制技術(shù),尤其是多進制QAM具有很高的頻帶利用率,在通信業(yè)務(wù)日益增多使得頻帶利用率成為主要矛盾的情況下,正交幅度調(diào)制方式是一種比擬好的選擇。 正交幅度調(diào)制(QAM)信號采用了兩個正交載波,每一個載波都被一個獨立的信息比特序列所調(diào)制。發(fā)送信號波形如圖1-1所示: (1-1) 圖1-1 M16QAM信號星座圖 式(1-1)中和是電平集合,這些電平是通過將k比特序列映射為信號振幅而獲得的。例如一個16位正交幅度調(diào)制信號的星座圖如下列圖所示,該星座是通過用M=4PAM信號對每個正交載波進行振幅調(diào)制得到的。利用PAM分別調(diào)制兩個正交載波可得到矩形信號星座。 QAM 可以看成是振幅調(diào)制和相位調(diào)制的結(jié)

6、合。因此發(fā)送的QAM信號波形可表示為(1-2)式 (1-2) 如果那么QAM方法就可以到達以符號速率同時發(fā)送個二進制數(shù)據(jù)。圖1-2給出了QAM調(diào)制器的框圖。 圖1-2 QAM調(diào)制器框圖1.1.2 QAM的解調(diào)和判決原理 假設(shè)在信號傳輸中存在載波相位偏移和加性高斯噪聲。因此rt可以表示(1-3)式: (1-3) 其中是載波相位偏移,且nt表示為(1-4)所示: (1-4) 將接收信號與下述兩個相移函數(shù)式(1-5)和(1-6)進行相關(guān)運算 (1-5) (1-6) 如圖1-3所示,相關(guān)器的輸出抽樣后輸入判決器。使用圖1-3中所示的鎖相環(huán)估算接收信號的載波相位偏移,相移和對該相位偏移進行補償。 圖1-

7、3 QAM信號的解調(diào)和判決 假設(shè)圖中所示的時鐘與接收信號同步,以使相關(guān)器的輸出在適當?shù)臅r刻及時被抽樣。在這些條件下兩個相關(guān)器的輸出分別表示為式(1-7)和式(1-8)所示: (1-7) (1-8)其中nc和ns分別表示為式(1-9)和式(1-10)所示: (1-9) (1-10)噪聲分量是均值為0,方差為的互不相關(guān)的高斯隨機變量。最正確判決器計算距離量度表示為(1-11)式所示: (1-11)1.1.3 QAM的誤碼性能 矩形QAM信號星座最突出的優(yōu)點就是容易產(chǎn)生PAM信號可直接加到兩個正交載波相位上,此外它們還便于解調(diào)。對于M=下的矩形信號星座圖(k為偶數(shù)),QAM信號星座圖與正交載波上的兩

8、個PAM信號是等價的,這兩個信號中的每一個上都有個信號點。因為相位正交分量上的信號能被相干判決極好的別離,所以易于通過PAM的誤碼率確定QAM的誤碼率。M進制QAM系統(tǒng)正確判決的概率表示為(1-12)所示:(1-12) 其中(1-12)式中是進制PAM系統(tǒng)的誤碼率,該PAM系統(tǒng)具有等價QAM系統(tǒng)的每一個正交信號中的一半平均功率。通過適當調(diào)整M進制PAM系統(tǒng)的誤碼率,可得式(1-13)所示:(1-13)其中是每個符號的平均信噪比。因此M進制QAM的誤碼率為(1-14)所示: (1-14) 可以注意到,當k為偶數(shù)時,這個結(jié)果對M=情形時精確的,而當k為奇數(shù)時,就找不到等價的進制PAM系統(tǒng)。如果使用

9、最正確距離量度進行判決的最正確判決器,可以求出任意k1誤碼率的嚴格上限表示為(1-15)所示: (1-16) 其中是每比特的平均信噪比。二 無線衰落信道的特征 在陸地移動通信中,移動臺往往受到各種障礙物和其他移動體的影響,以致到達移動臺的信號是來自不同傳播路徑的信號之和。而描述這樣一種信道的常用信道模型便是瑞利衰落信道。 瑞利衰落信道(Rayleigh fading channel)是一種無線電信號傳播環(huán)境的統(tǒng)計模型。這種模型假設(shè)信號通過無線信道之后,其信號幅度是隨機的,表現(xiàn)為“衰落特性,并且多徑衰落的信號包絡(luò)服從瑞利分布。由此,這種多徑衰落也稱為瑞利衰落。 這一信道模型能夠描述由電離層和對流

10、層反射的短波信道,以及建筑物密集的城市環(huán)境。瑞利衰落只適用于從發(fā)射機到接收機不存在直射信號的情況,否那么應(yīng)使用萊斯衰落信道作為信道模型。 假設(shè)經(jīng)反射(或散射)到達接收天線的信號為N個幅值和相位均隨機的且統(tǒng)計獨立的信號之和。信號振幅為r,相位為,那么其包絡(luò)概率密度函數(shù)為(2-1)所示: Pr r0(2-1)相位概率密度函數(shù)為(2-2)所示: P1/2 () (2-2) 根據(jù)ITU-RM.1125標準,離散多徑衰落信道模型如下,可表示為式(2-3)所示: (2-3) 其中復(fù)路徑衰落,服從瑞利分布;是多徑時延。多徑衰落信道模型框圖如圖2-1所示: 圖2-1 多徑衰落信道模型框圖 假設(shè)經(jīng)反射(或散射)

11、到達接收天線的信號為N個幅值和相位均隨機的且統(tǒng)計獨立的信號之和。信號振幅為r,相位為,那么信號經(jīng)過瑞利衰落信道其 包絡(luò)概率密度函數(shù)為(2-4)所示: Pr r0 (2-4) 相位概率密度函數(shù)為(2-5)所示: P1/2() (2-5)三 系統(tǒng)分析 本次課題是基于QAM調(diào)制的無線衰落信道的性能分析與仿真,首先對信號源進行16QAM調(diào)制,并分析已調(diào)信號的頻譜;其次讓信號通過瑞利信道并進行QAM解調(diào);最后分析了衰落信道下的系統(tǒng)的誤碼率,其系統(tǒng)模型如下列圖3-1所示: 圖3-1 系統(tǒng)分析模型 四 系統(tǒng)設(shè)計及系統(tǒng)調(diào)試4.1 16QAM調(diào)制信號4.1.1 信號源 本程序中,信號源為8位二進制代碼-1 1

12、-1 1 1 1 -1 -1, sigexpand函數(shù)的作用是將代碼擴展為碼元寬度為1的雙極性波形,如下列圖4-1所示: 圖4-1 二進制代碼及星座圖4.1.2 串并轉(zhuǎn)換 信號源通過串并變換,將原來的一路信源信號變成兩路信號,分別為上支路信號和下支路信號,獨立地進行調(diào)制和解調(diào)。串并變換的規(guī)那么是根據(jù)序列編號的奇偶行,將編號為奇的碼元編成一路信號,將編號為偶的碼元編成一路信號。經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換后,并行輸出的每一路碼元傳輸速率降為原來的一半即Rb/2輸入d:-1 1 -1 1 1 1 -1 -1上支路d_NRZ1:-1 -1 1 -1下支路d_NRZ2:1 1 1 -1 圖4-2 串并轉(zhuǎn)換后上下支路信

13、號時域波形圖4.1.3 2-4電平轉(zhuǎn)換 2-4電平轉(zhuǎn)換就是將輸入信號的2電平信號狀態(tài)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后變成相應(yīng)的4電平信號。這里選擇的映射關(guān)系如下所示:映射前數(shù)據(jù) 雙極性電平/V00 -1 -1 -301 -11 -110 1-1 111 1 1 3 根據(jù)以上的映射關(guān)系,可得到上下支路分別為上支路d_NRZ1:-1 -1 1 -1;下支路d_NRZ2:1 1 1 -1;2-4電平轉(zhuǎn)換信號:上支路d_NRZ1:-1 -1 1 -12-4電平轉(zhuǎn)換后:-3 1下支路d_NRZ2:1 1 1 -12-4電平轉(zhuǎn)換后:3 1 圖4-3 2-4電平轉(zhuǎn)換后上下支路信號時域波形圖這里4電平信號的碼元傳輸速率已降為Rb/

14、44.1.4 增加載波 在本課題中,選用的載波是載波幅度A1,載波頻率fc2Hz,上支路分量的載波是h1tA*cos2*pi*fc*t,正交分量的載波是h2tA*sin2*pi*fc*t 。上下支路信號在加載波之前還經(jīng)過平滑處理,以濾除較高頻率的信號,使實驗結(jié)果更加理想。上下支路信號加載波后的圖形如圖4-4所示:圖4-4上下支路調(diào)制信號時域波形圖4.1.5 調(diào)制信號形成 上下支路調(diào)制信號形成后,將兩個分量相加,既可得到16QAM調(diào)制信號,如下列圖4-5所示: 圖4-5 已調(diào)信號波形圖4.2 16QAM調(diào)制信號的噪聲疊加本次仿真采用的噪聲是高斯白噪聲,這是一種最常見的噪聲,白噪聲的功率譜密度在所

15、有頻率上均為一常數(shù),且僅在t0時才相關(guān),而在任意兩個時刻的隨機變量都是不相關(guān)的。 對已調(diào)制信號可采用wgn函數(shù)添加加性高斯噪聲。y wgnm,n,p 產(chǎn)生一個m行n列的高斯白噪聲的矩陣,p以dBW為單位指定輸出噪聲的強度。為使解調(diào)效果較好,采用噪聲的強度較小,設(shè)置Pn-10dB.4.3 16QAM解調(diào)模塊的建立與仿真 系統(tǒng)先前所得的16QAM調(diào)制信號通過高斯白噪聲信道以后便可以解調(diào)了。本文所采用的解調(diào)器原理為相干解調(diào)法,即已調(diào)信號與載波相乘,送入到低通濾波器,其對應(yīng)原理圖中信號輸入并與載波相乘后通過LPF的局部,輸出送入到判決器判決,再經(jīng)4-2電平轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換即可得到解調(diào)信號。4.3.1 濾

16、波器 IIR濾波器采用的巴特沃斯低通濾波器有現(xiàn)成的模型,我們可以加以利用,因此在本文涉及的仿真中濾波器均選擇巴特沃斯低通濾波器。巴特沃斯低通濾波器的標準形式為:b,abutterN,W0; yfilterb,a,x; N表示要選取的低通濾波器的階數(shù),W0表示濾波器的截止頻率,b,a為濾波器返回的特性參數(shù)。在第二行程序中,x表示輸入序列,y表示輸出序列。整個函數(shù)表示信號通過濾波器的過程。圖4-6上下支路通過低通濾波器信號時域波形圖4.3.2 抽樣判決和4-2電平轉(zhuǎn)換抽樣判決是在每個碼元中間抽樣,并用幾個判決語句進行判決,例如當碼元幅度大于1時,判為3。4-2電平轉(zhuǎn)換是2-4電平轉(zhuǎn)換的逆過程,其映

17、射關(guān)系如下列圖4-7所示:映射前數(shù)據(jù) 電平/V 雙極性-3 00 -1 -1 -1 01 -111 10 1-13 11 1 1 圖4-7上下支路抽樣判決及4-2轉(zhuǎn)換后信號時域波形圖4.3.3 并串轉(zhuǎn)換 經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換即可得到解調(diào)信號,采用循環(huán)語句實現(xiàn),for s1:N/2 ddd2*s-1dd111111s; ddd2*sdd222222s;end將兩路并聯(lián)信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換成為一路信號,下列圖為基帶信號和解調(diào)信號的比照及它們的頻率譜密度圖如圖4-8所示:圖4-8基帶與解調(diào)信號可以看出,并沒有錯碼,可見本次仿真是成功的。4.4 無線衰落信道性能分析4.4.1 16QAM抗噪聲性能仿真 對于QAM,可

18、以看成是由兩個相互正交且獨立的多電平ASK信號疊加而成。因此,利用多電平誤碼率的分析方法,可得到M進制QAM的誤碼率為: 4-1-1 式中,Eb為每碼元能量,n0為噪聲單邊功率譜密度。通過調(diào)整高斯白噪聲信道的信噪比snr(Eb/No),可以得到如圖4-9所示的誤碼率圖: 圖4-9 QAM信號誤碼率分析可見16QAM信號的誤碼率隨著信噪比的增大而逐漸減小,這與理論分析是完全一致的。 總結(jié) 通信綜合訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的理論知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。 本次課題是基于QAM調(diào)制的無線衰落信道的性能分析與仿真,首先介紹

19、了QAM調(diào)制解調(diào)原理以及無線衰落信道特征,其次利用Matble分析工具分析16QAM已調(diào)信號的頻譜圖,最后分析衰落信道下的系統(tǒng)的誤碼率,并與高斯信道下的性能進行比照。在設(shè)計過程中困難有很多,其主要表現(xiàn)在不熟練軟件編程。 總之,通過此次設(shè)計,我的收獲有以下幾點: 首先,通過此次課程設(shè)計我掌握了無線衰落信道的傳輸特征,并且在實際操作中掌握了QAM的調(diào)制解調(diào)原理; 其次,通過此次仿真訓(xùn)練我清楚地了解了16QAM已調(diào)信號的頻譜特征; 最后,我覺得細節(jié)決定成敗。不做系統(tǒng),許多細小的環(huán)節(jié)是注意不到的,而這諸多環(huán)節(jié)往往影響你整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。這可真應(yīng)驗了“細節(jié)決定一切這句話。這一切告訴我做任何事情必須從全

20、局出發(fā),并且要注意其中的任何一個細節(jié)。 參考文獻1樊昌信,曹麗娜編著.通信原理.北京:國防工業(yè)出版社,20212樊昌信.通信原理.北京:國防工業(yè)出版社,20023曹志剛等著.現(xiàn)代通信原理.北京:清華大學(xué)出版社,20014吳偉陵等著.移動通信原理.北京:電子工業(yè)出版社,20055.李建新.現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真-MATLAB 通信工具箱.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,20006潘子宇.Matlab通信仿真設(shè)計指導(dǎo)書.南京工程學(xué)院,20217劉敏.MATLAB通信仿真與應(yīng)用.北京:國防工業(yè)出版社附錄 1、將輸入的序列擴展成間隔為N-1個0的序列 function outsigexpandd,M N

21、lengthd; outzerosM,N; out1,:d; outreshapeout,1,M*N; 2、計算信號的傅里葉變化 functionf,sfT2Ft,st; dtt2-t1; Ttend; df1/T; Nlengthst; f-N/2*df:df:N/2*df-df; sffftst; sfT/N*fftshiftsf; 4.1.2 主函數(shù)代碼 fc2; % 載波頻率 N_sample8; % 基帶碼元抽樣點數(shù) N8; % 碼元數(shù) Ts1; % 碼元寬度 dtTs/fc/N_sample; % 抽樣時間間隔 TN*Ts;% 信號持續(xù)時間長度 t0:dt:T-dt; % 時間向量

22、 Ltlengtht;% 時間向量長度 tx10; % 時域波形圖橫坐標起點 tx28;%時域波形圖橫坐標終點 ty1-4.5;%時域波形圖縱坐標起點 ty24.5; %時域波形圖縱坐標終點 fx1-10; %功率譜圖橫坐標起點 fx210;%功率譜圖橫坐標終點 fy1-40; %功率譜圖縱坐標起點 fy225;%功率譜圖縱坐標終點 %產(chǎn)生二進制信源 d-1,1,-1,1,1,1,-1,-1 ddsigexpandd,fc*N_sample;% 雙極性 gtones1,fc*N_sample; % NRZ波形 d_NRZconvdd,gt; % 基帶信號 figure1; subplot2,3

23、,1; plott,d_NRZ1:Lt; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'基帶信號時域波形圖' grid; figure5; subplot2,2,1; plott,d_NRZ1:Lt; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'基帶信號時域波形圖' grid; f1,d_NRZfT2Ft,d_NRZ1:Lt; figure5; subplot2,2,2; plotf1,10

24、*log10absd_NRZf.2/T; axisfx1,fx2,fy1,fy2; xlabel'頻率Hz' ylabel'功率譜密度dB/Hz' title'基帶信號功率譜圖' grid; % 串并轉(zhuǎn)換 d1; d2; for i1:N/2 d1id2*i-1+1; d2id2*i-1+2; end % 上支路 dd1sigexpandd1,2*fc*N_sample; gt1ones1,2*fc*N_sample; d_NRZ1convdd1,gt1; figure1; subplot2,3,2; plott,d_NRZ11:Lt; axis

25、tx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'串并轉(zhuǎn)換后上支路信號時域波形圖' grid; % 下支路 dd2sigexpandd2,2*fc*N_sample; d_NRZ2convdd2,gt1; figure1; subplot2,3,5; plott,d_NRZ21:Lt; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'串并轉(zhuǎn)換后下支路信號時域波形圖' grid; % 載波 h1tcos2*p

26、i*fc*t; h2tsin2*pi*fc*t; figure1; subplot2,3,4; plott,h1t; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'載波信號時域波形圖' grid; % 上下支路2-4電平轉(zhuǎn)換 d11; % 上支路 d22; % 下支路? for m1:N/4; d11m2*d12*m-1+d12*m; d22m2*d22*m-1+d22*m; end dd11sigexpandd11,4*fc*N_sample; % 上支路 gt2ones1,4*fc*N_s

27、ample; d_NRZ11convdd11,gt2; figure1; subplot2,3,3; plott,d_NRZ111:Lt; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'2-4電平轉(zhuǎn)換后上支路信號時域波形圖' grid; figure3; subplot2,2,1; plott,d_NRZ111:Lt; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'2-4轉(zhuǎn)換后上支路信號時域波形圖&#

28、39; grid; dd22sigexpandd22,4*fc*N_sample; % 下支路 d_NRZ22convdd22,gt2; figure1; subplot2,3,6; plott,d_NRZ221:Lt; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'2-4轉(zhuǎn)換后下支路信號時域波形圖' grid; figure3; subplot2,2,3; plott,d_NRZ221:Lt; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel&#

29、39;幅度' title'2-4轉(zhuǎn)換后下支路信號時域波形圖' grid; % 對上下支路信號進行平滑 pd_NRZ11d_NRZ111:Lt; pd_NRZ22d_NRZ221:Lt; tao3/16; tm0:dt:8*Ts*tao-dt; for w2:N/4 phxh1d11w-1+d11w-d11w-1*0.5*1+sinpi*tm/8*tao*Ts; phxh2d22w-1+d22w-d22w-1*0.5*1+sinpi*tm/8*tao*Ts; for k1:8*tao*fc*N_sample pd_NRZ11w-1*64+kphxh1k; pd_NRZ22

30、w-1*64+kphxh2k; end end % 生成16QAM信號 s_16qam1pd_NRZ11 .* h1t; %生成上支路頻帶信號 s_16qam2pd_NRZ22 .* h2t; %生成下支路頻帶信號 figure2; subplot2,4,1; plott,s_16qam1; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'上支路已調(diào)信號時域波形圖' grid; f2,s_16qam1fT2Ft,s_16qam1; figure2; subplot2,4,5; plotf2,10

31、*log10abss_16qam1f.2/T; axisfx1,fx2,fy1,fy2; xlabel'頻率Hz' ylabel'功率譜密度dB/Hz' title'上支路已調(diào)信號功率譜圖' grid; figure2; subplot2,4,2; plott,s_16qam2; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'下支路已調(diào)信號時域波形圖' grid; f3,s_16qam2fT2Ft,s_16qam2; figure2; subpl

32、ot2,4,6; plotf3,10*log10abss_16qam2f.2/T; axisfx1,fx2,fy1,fy2; xlabel'頻率Hz' ylabel'功率譜密度dB/Hz' title'下支路已調(diào)信號功率譜圖' grid; s_16qams_16qam1+s_16qam2; figure2; subplot2,4,3; plott,s_16qam; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'已調(diào)信號時域波形圖' grid; f

33、4,s_16qamfT2Ft,s_16qam; figure2; subplot2,4,7; plotf4,10*log10abss_16qamf.2/T; axisfx1,fx2,fy1,fy2; xlabel'頻率Hz' ylabel'功率譜密度dB/Hz' title'已調(diào)信號信號功率譜圖' grid; % 信道參加高斯白噪聲進行接受解調(diào) % 產(chǎn)生高斯白噪聲 m11; p1-10; noise wgnm1,Lt,p1; % 接收信號 y_16qam s_16qam + noise; figure2; subplot2,4,4; plott,

34、y_16QAM; axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'接收信號時域波形圖' grid; f5,y_16qamfT2Ft,y_16qam; figure2; subplot2,4,8; plotf5,10*log10absy_16qamf.2/T; axisfx1,fx2,fy1,fy2; xlabel'頻率Hz' ylabel'功率譜密度dB/Hz' title'接收信號功率譜圖' grid; % 相干解調(diào) % 通過乘法器1 r_16Q

35、AM11 y_16qam .* h1t; %通過低通濾波器 b,abutter3,0.1; r_16QAM11filterb,a,r_16QAM11; figure3; subplot2,2,2; plott,r_16QAM11 axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'上支路通過低通濾波器信號時域波形圖' grid; %抽樣判決 dd111r_16QAM112*fc*N_sample:4*fc*N_sample:end; %在每個碼元中間抽樣 dd1111; for n1:N/4 if

36、dd111n1 dd1111n3; elseif 0dd111n & dd111n1 dd1111n1; elseif -1dd111n & dd111n0 dd1111n-1; else dd1111n-3; end end dd11111sigexpanddd1111,4*fc*N_sample; d_NRZ13convdd11111,gt2; figure4; subplot2,2,1; plott,d_NRZ131:Lt axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'上支路抽樣

37、判決后信號時域波形圖' grid; %通過乘法器2 r_16QAM21 y_16qam .* h2t; %通過低通濾波器 b,abutter3,0.1; r_16QAM21filterb,a,r_16QAM21; figure3; subplot2,2,4; plott,r_16QAM21 axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'下支路通過低通濾波器信號時域波形圖' grid; %抽樣判決 dd222r_16QAM212*fc*N_sample:4*fc*N_sample:end

38、; %在每個碼元中間抽樣 dd2222; for n1:N/4 if dd222n1 dd2222n3; elseif 0dd222n & dd222n1 dd2222n1; elseif -1dd222n & dd222n0 dd2222n-1; else dd2222n-3; end end dd22222sigexpanddd2222,4*fc*N_sample; d_NRZ23convdd22222,gt2; figure4; subplot2,2,3; plott,d_NRZ231:Lt axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S'

39、 ylabel'幅度' title'下支路抽樣判決后信號時域波形圖' grid; % 4-2電平轉(zhuǎn)換 dd111111; for p1:N/4 if dd1111p3 dd1111112*p-11; dd1111112*p1; elseif dd1111p1 dd1111112*p-11; dd1111112*p-1; elseif dd1111p-1 dd1111112*p-1-1; dd1111112*p1; elseif dd1111p-3 dd1111112*p-1-1; dd1111112*p-1; end end ddd11111sigexpanddd111111,2*fc*N_sample; d_NRZ14convddd11111,gt1; figure4; subplot2,2,2; plott,d_NRZ141:Lt axistx1,tx2,ty1,ty2; xlabel'時間S' ylabel'幅度' title'上支路4-2變換后信號時域波形圖' grid; dd222222; for q1:N/4 if dd2222q3 dd2222222*q-11; dd2222222*q1; elseif dd