基于matlab的MQAM通信系统仿真Word格式文档下载.docx
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5.计算误码率，并与理论误码率比较，作图表示出16QAM的信噪比与误码率的关系曲线。
课程设计学生日志
时间
设计内容
6.28—6.28
查阅资料，确定方案
6.29—6.29
设计总体方案
6.30—7.3
功能和要求的具体设计
7.4—7.4
完成设计报告
7.5—7.5
答辩
课程设计考勤表
周
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
课程设计评语表
指导教师评语：
成绩：
年月日
基于matlab的M-QAM通信系统
的仿真
一、设计目的和意义
从信号平面自用率方面看，单独使用幅度或相位携带信息时，不能最充分地利用信号平面。
而M-QAM调制则正是解决这一问题的一种调制方式，采用幅度相位相结合的调制方式，可以使同样大的信息平面内有更多的信息点。
从抗干扰方面看，在星座图上，采用M-QAM调制的信息的各点的距离要大于采用其它调制的，由星座图上点的特性可知，距离越大，抗干扰能力越强，所以在抗干扰能力方面，QAM调制也优于其它几种调制方式。
由上可知，在现代数字通信系统中，幅度与相位相结合的多进制调制有着重要的意义，并且运用也日益广泛。
二、设计原理
本设计中所采用的16QAM为16进制的幅度相位相结合调制。
16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。
其星座图如图1所示。
图116QAM矩形星座图
进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM的产生有2种方法：
（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；
（2）复合相移法：
它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
16QAM信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交相干解调，一路与cosωct相乘，一路与sinωct相乘。
然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器LPF输出经抽样判决可恢复出电平信号。
在本次设计中，16QAM的调制和解调均调用matlab中的QAM专用调制解调函数qammod（）和qamdemod（）。
其中qammod（）用于QAM调制，qamdemod（）用于QAM解调。
再分别用两个子函数完成调制前的串并转换和解调后的并串转换。
三、详细设计步骤
1）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，误码率的测量及绘图。
2）第一步是编写程序代码，产生一个“0”“1”随机序列，设定长度N为5000，代码如下：
N=5000;
SendIn=randint（1,N）;
%产生5000个随机的01序列
3）对产生的二进制随机序列进行串并转换，实现将每连续的4位二进制码组合在一起，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十进制转换，方便后面的调制，再将转换好的序列通过调用qammod（）函数进行16qam调制，具体代码如下：
[Send,n]=t2f（SendIn）;
%二进制换到十进制
SendMod=qammod（Send,16）;
%16QAM调制
串并转换子函数代码如下：
function[y,n]=t2f（x）
n=1;
y=[];
j=length（x）;
k=mod（j,4）;
j=j-k;
fori=1:
4:
j;
y（n）=x（i）*8+x（i+1）*4+x（i+2）*2+x（i+3）*1;
n=n+1;
end
n=n-1;
4）绘制星座图，此处选择绘制出三幅星座图，第一幅为原始无噪声情况下的星座图，第一幅为信噪比为10dB情况下的星座，第三幅为信噪比为0dB情况下的星座图。
其中加入指定信噪比的噪声通过awgn（）函数来实现。
通过星座图，可以很直观地看出16QAM的特点，通过三幅图的比较，可以观察出噪声对信号的干扰影响。
代码如下：
%绘星座图
scatterplot（SendMod）;
title（'
原始信号星座图'
）;
SNRTest=awgn（SendMod,10）;
%加噪声
scatterplot（SNRTest）;
10dB信噪比时星座图'
SNRTest=awgn（SendMod,0）;
0dB信噪比时星座图'
5）接收解调受噪声干扰的QAM信号，通过循环接收并统计受到不同信噪比干扰的QAM信号，然后对收到的信号进行并串转换。
再计算出不同信噪比情况下的接收端的误码率。
并绘制出误码率跟信噪比的关系曲线。
Count=[];
forSNR=-20:
1:
20;
%信噪比从-10到10
sum=0;
%统计误码数
Receive=awgn（SendMod,SNR）;
ReceiveDemod=qamdemod（Receive,16）;
%16QAM解调
[ReceiveOut,m]=f2t（ReceiveDemod）;
%十进制换到二进制
fork=1:
m
ifReceiveOut（k）~=SendIn（k）;
sum=sum+1;
end
Count（SNR+21）=sum/m;
h3=figure;
h3=plot（-20:
20,Count）;
xlabel（'
信噪比（dB）'
ylabel（'
误码率'
信噪比与误码率的关系'
并串转换子函数代码如下：
function[y,n]=f2t（x）
ifx（i）>
15;
y（n）=1;
y（n+1）=1;
y（n+2）=1;
y（n+3）=1;
elseifx（i）<
0;
y（n）=0;
y（n+1）=0;
y（n+2）=0;
y（n+3）=0;
else
y（n）=fix（x（i）/8）;
y（n+1）=fix（（x（i）-y（n）*8）/4）;
y（n+2）=fix（（x（i）-y（n）*8-y（n+1）*4）/2）;
y（n+3）=mod（x（i）,2）;
n=n+4;
四、设计结果及分析
在matlab中运编写好的qam函数，观察并分析结果。
原始无噪声的信号星座图：
图2原始信号星座图
信噪比为10dB情况下的星座图：
图3信噪比为10dB情况下信号星座图
信噪比为0dB情况下的星座图：
图4信噪比为10dB情况下信号星座图
信噪比与误码率关系曲线图：
图5信噪比与误码率关系曲线
五、体会
完成本设计之后对QAM调制有了很清楚的认识，明白了QAM调制的意义和重要性，了解了QAM的调制过程和基本步骤，对二进制在数字通信中的重要性也有所认识。
另一方面，在matlab的使用过程中也学到了很多的关于matlab的使用技巧和方法，同时也存在一些问题。
学会了用图表曲线去直观地反映问题，反映事物的动态变化教程，预测变化趋势。
对今后的学习和工作都有很大帮助。
六、参考文献
[1]曹志刚、钱亚生．现代通信原理．清华大学出版社，1994
[2]程佩青．数字信号处理教程（第三版）．清华大学出版社，2007．2
[3]张威．MATLAB基础与编程入门（第二版）．西安电子科技大学出版社，2008．1
[4]/2015412.htm
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