最新16QAM星形和形星座图调制解调MATLAB代码.docx
《最新16QAM星形和形星座图调制解调MATLAB代码.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新16QAM星形和形星座图调制解调MATLAB代码.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
最新16QAM星形和形星座图调制解调MATLAB代码
16QAM-星形和形星座图调制解调MATLAB代码
%%------------------------------------------------------------
%软件无线电课程设计
%
%方形、星形16QAM调制解调仿真
%
%%------------------------------------------------------------
%%主程序
clc
clear
%%定义参数
fd=250*10^6;%码元速率250M
fs=2500*10^6;%滤波器采样率
fc=2500*10^6;%载波频率2.5G
f=10000*10^6;%对载波采样
data_len=200000;%数据长度
sym_len=data_len/4;%码元序列长度
M_QAM=16;%QAM数
k=log2（M_QAM）;
SNR=1:
12;%白噪声信噪比,
%%------------------------------------------------------------
bit_tx=randint（1,data_len）;%产生随机序列
echooff;
rec_qam16=QamMod（bit_tx,16）;%方形16QAM调制
star_qam16=SrarQamMod（bit_tx）;%星形16QAM调制
base_rec=base_shape（fd,fs,f,rec_qam16）;%基带成型滤波
base_star=base_shape（fd,fs,f,star_qam16）;%基带成型滤波
fori=1:
length（SNR）%信噪比从1dB到12dB计算误码率
SNR_=i
%方形映射16QAM
rf_rec_qam16=CarrierMod（fc,f,base_rec）;%载波调制
rf_rec_qam16_n=awgn（rf_rec_qam16,SNR（i）,'measured'）;%加噪声
[rec_qam16_rxbase_rec_rx]=CarrierDemod（fd,fs,fc,f,rf_rec_qam16_n）;%载波解调
bit_rec_rx=QamDemod（rec_qam16_rx,16）;%MQAM解调
[num_qam16,perr_qam16_rec（i）]=biterr（bit_tx,bit_rec_rx）;%误码率
qam16_data_rec（i,:
）=rec_qam16_rx;
%scatterplot（rec_qam16_rx）;
%星形映射16QAM
rf_star_qam16=CarrierMod（fc,f,base_star）;%载波调制
rf_star_qam16_n=awgn（rf_star_qam16,SNR（i）,'measured'）;%加噪声
[star_qam16_rxbase_star_rx]=CarrierDemod（fd,fs,fc,f,rf_star_qam16_n）;%载波解调
bit_star_rx=StarQamDemod（star_qam16_rx）;%MQAM解调
[num_qam16,perr_qam16_star（i）]=biterr（bit_tx,bit_star_rx）;%误码率
qam16_data_star（i,:
）=star_qam16_rx;
%scatterplot（star_qam16_rx）;
end
%%理论误码率计算
SNRtheo=0:
0.1:
length（SNR）;
fori=1:
length（SNRtheo）
SNRdec=10.^（SNRtheo（i）/10）;
theo_perr_qam16（i）=（3/8）*erfc（sqrt（SNRdec*2/5））;
end
%%基带波形
N=200;
n=1:
N;
t=1:
N*10;
%发送端波形
figure;
stem（n,bit_tx（n））;title（'发送序列'）;%发送序列
figure（'Name','发送端基带信号'）;
subplot（411）;
plot（t,real（base_rec（t）））;title（'方形映射-Q路'）;
subplot（412）;
plot（t,imag（base_rec（t）））;title（'方形映射-I路'）;
subplot（413）;
plot（t,real（base_star（t）））;title（'星形映射-Q路'）;
subplot（414）;
plot（t,imag（base_star（t）））;title（'星形映射-I路'）;
%接收端波形
figure;
subplot（211）;
stem（n,bit_rec_rx（n））;title（'方形接收序列'）;
subplot（212）;
stem（n,bit_star_rx（n））;title（'星形接收序列'）;
figure（'Name','接收端基带信号'）;
subplot（411）;
plot（t,real（base_rec_rx（t）））;title（'方形映射-Q路'）;
subplot（412）;
plot（t,imag（base_rec_rx（t）））;title（'方形映射-I路'）;
subplot（413）;
plot（t,real（base_star_rx（t）））;title（'星形映射-Q路'）;
subplot（414）;
plot（t,imag（base_star_rx（t）））;title（'星形映射-I路'）;
%基带眼图
N1=20000;
Tn=f/fd;
eye_rex=base_rec（1:
N1）;
eyediagram（eye_rex,Tn*4,Tn）;title（'方形基带眼图'）;
eye_star=base_star（1:
N1）;
eyediagram（eye_star,Tn*4,Tn）;title（'星形基带眼图'）;
%%接收端星座图
%scatterplot（qam16_data_rec（12,:
））;
figure（'Name','方形16QAM接收端星座图'）;
fori=3:
3:
12
subplot（2,2,i/3）;
plot（real（qam16_data_rec（i,:
））,imag（qam16_data_rec（i,:
））,'.'）;
xmax=5;axis（[-xmaxxmax-xmaxxmax]）
title（['Snr=',num2str（SNR（i））,'dB']）;
end
figure（'Name','星形16QAM接收端星座图'）;
fori=3:
3:
12
subplot（2,2,i/3）;
plot（real（qam16_data_star（i,:
））,imag（qam16_data_star（i,:
））,'.'）;
xmax=3;axis（[-xmaxxmax-xmaxxmax]）
gridon;title（['Snr=',num2str（SNR（i））,'dB']）;
end
%%功率谱密度
f_plot;
%%误码率分析
%16QAM误码率曲线
figure（'Name','16QAM误码性能对比'）;
%semilogy（SNRtheo,theo_perr_qam16）;
%holdon;
semilogy（SNR,perr_qam16_rec,'*'）;
holdon;
semilogy（SNR,perr_qam16_star,'o'）;
xlabel（'SNRindB'）;
ylabel（'PrbofErr'）;
legend（'方形16QAM','星形16QAM'）;
title（'16QAM误码性能对比'）;
%-------------------------------------------------------------------------------
%%基带成型
functionbase_info=base_shape（fd,fs,f,seq_16QAM）
%平方根升余弦滤波器,滚降系数0.5，延迟3个采样点
flt=rcosine（fd,fs,'sqrt',0.5）;
%I路和Q路
seq_Q=real（seq_16QAM）;
seq_I=imag（seq_16QAM）;
%增采样
R=fs/fd;
up_seq_Q=upsample（seq_Q,R）;
up_seq_I=upsample（seq_I,R）;
%升余弦调制
rcos_Q=conv（up_seq_Q,flt）;
rcos_I=conv（up_seq_I,flt）;
%提升
rcos_Q_up=interp（rcos_Q,f/fs）;
rcos_I_up=interp（rcos_I,f/fs）;
base_info=rcos_Q_up+j*rcos_I_up;
%--------------------------------------------------------------------
%%载波解调
function[data_rxbase_rx]=CarrierDemod（fd,fs,fc,f,receive）
%%分两路乘正交高频载波
rc_length=length（receive）;
flt=rcosine（fd,fs,'sqrt',0.5）;
t=0:
rc_length-1;
rc_Q=receive.*sin（2*pi*fc*t/f）;
rc_I=receive.*cos（2*pi*fc*t/f）;
%减采样后根升余弦匹配滤波，注意对齐采样点
down_Q=downsample（[0rc_Q],f/fs）;
down_I=downsample（rc_I,f/fs）;
low_Q_rcos=conv（down_Q,flt）;
low_I_rcos=conv（down_I,flt）;
base_rx=low_Q_rcos（1:
length（low_I_rcos））+j*low_I_rcos;
%两次根升余弦滤波延迟，定位初始信号位置
%delay+1:
end-delay-1
R=fs/fd;
delay=3*R*2;
rc_Q_seq=（downsample（low_Q_rcos（delay+1:
end-delay-1）,R））;
rc_I_seq=（downsample（low_I_rcos（delay+1:
end-delay-1）,R））;%类型转换
data_rx=rc_Q_seq+j*rc_I_seq;
%--------------------------------------------------------------------------
%%载波调制
functiontransmit=CarrierMod（fc,f,base）
%载波调制
t=0:
length（base）-1;
high_freq_Q=real（base）.*sin（2*pi*fc*t/f）;
high_freq_I=imag（base）.*cos（2*pi*fc*t/f）;
transmit=high_freq_Q+high_freq_I;
%------------------------------------------------------------------------------
%
%QAM解调程序，将MQAM码元还原为二进制数据
%入口参数：
data_QAM：
QAM码元数据
%M_QAM:
MQAM中M的大小
%出口参数：
二进制数据比特流
%------------------------------------------------------------------------
functiondata_out=QamDemod（data_QAM,M_QAM）
k=log2（M_QAM）;%每个M进制码元的bit数
data_len=length（data_QAM）;%码元长度
%-------------------------------------------------------------------
%QAM信号放缩至与发送端相同比例
data_temp=data_QAM（find（real（data_QAM>0）））;
aver=mean（real（data_temp））;
data_Qam_temp=data_QAM/aver*（2^（k/2-1））;
%------------------------------------------------------------------------
%平移到第一象限
data_Qam_temp2=（data_Qam_temp+（2^（k/2）-1）*（1+j））/2;
%----------------------------------------------------------------------
%将实部虚部分别映射为二进制数据
%实部
data_real=round（real（data_Qam_temp2））;%实部判决
data_real（find（data_real>（2^（k/2）-1）））=2^（k/2）-1;%大于2^（k/2）-1的数据判定为2^（k/2）-1
data_real（find（data_real<0））=0;%小于0的数据判为0
bit_real=abs（dec2bin（data_real））-'0';
%虚部
data_imag=round（imag（data_Qam_temp2））;%虚部判决
data_imag（find（data_imag>（2^（k/2）-1）））=2^（k/2）-1;%大于2^（k/2）-1的数据判定为2^（k/2）-1
data_imag（find（data_imag<0））=0;%小于0的数据判为0
bit_imag=abs（dec2bin（data_imag））-'0';
%------------------------------------------------------------------------
%还原为二进制比特流
bit_rec=[bit_real,bit_imag]';
data_out=reshape（bit_rec,1,data_len*k）;
%-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
%
%QAM调制程序，实现二进制到MQam调制
%入口参数：
binary：
二进制数据
%M_QAM:
MQAM中M的大小
%返回参数：
MQAM码元
%------------------------------------------------------------------------
functiondata_M=QamMod（binary,M_QAM）
k=log2（M_QAM）;%每个M进制码元的bit数
data_len=length（binary）;%比特长度
binary_rec=reshape（binary,k,data_len/k）';%转化为data_len/k行，k列，的矩阵，以便转化为16进制M进制
%计算实部
data_str1=num2str（binary_rec（:
1:
k/2））;
data_m_real=bin2dec（data_str1）;
%计算虚部
data_str2=num2str（binary_rec（:
k/2+1:
k））;
data_m_imag=bin2dec（data_str2）;
%实部虚部映射到MQam
data_M=（（data_m_real*2-2^（k/2）+1）+j*（data_m_imag*2-2^（k/2）+1））.';
%---------------------------------------------------------------------------------
%%星形16QAM映射
functiondata_m16=SrarQamMod（binary）
%binary=randint（1,100）;%产生随机序列
data_len=length（binary）;%比特长度
binary_rec=reshape（binary,4,data_len/4）';%转化为data_len/4行，4列，的矩阵，以便转化为16进制
data_str=num2str（binary_rec）;
data_dec=bin2dec（data_str）;
data_mm16=（floor（data_dec/8）+1）.*exp（j*45/180*pi*mod（data_dec,8））;
data_m16=reshape（data_mm16,1,data_len/4）;
%------------------------------------------------------------------------------
%%星形16QAM解调
functiondata_bit=StarQamDemod（qam_rev）
%qam_rev=xing_qam16_noise（1:
10）;
am=abs（qam_rev）;%幅度判定
am（find（am>2））=2;%幅度大于2的判定为2
am（find（am<1.5））=1;%幅度大于2的判定为2
%相位判定
ang=angle（qam_rev）/pi*180;%将-180度到0度变为180度到360度
ang（find（ang<0））=ang（find（ang<0））+360;
ang_n=round（ang/45）;
ang_n（find（ang_n>7））=0;
data_dec=8*（round（am）-1）+ang_n;
%data_dec（find（data_dec>15））=15;%大于15的判定为15
%data_dec（find（data_dec<0））=0;%小于0的判定为0
data_bit_rec=dec2bin（data_dec）;
data_bit=reshape（data_bit_rec',1,length（qam_rev）*4）-'0';
升级会员 