课程设计（论文）-基于matlab的m-qam通信系统的仿真

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1、课程设计学生日志时间设计内容2011-6-28查阅关于M-QAM的相关资料以及与matlab的仿真原理2011-6-29设计总体方案2011-6-30用matlab对方案进行编程2011-7-1调试程序，并检查错误2011-7-2着手开始写设计报告2011-7-3完善设计报告2011-7-4答辩课程设计考勤表周星期一星期二星期三星期四星期五19课程设计评语表指导教师评语：成绩：指导教师：年月日19基于matlab的M-QAM通信系统的仿真一、设计目的和意义(1)通过仿真进一步掌握M-QAM调制及解调的原理；(2)学会用matlab编程对通信系统进行仿真；(3)学会用理论知识去分

2、析结果。二、设计原理利用Matlab仿真软件，完成如图1所示的一个基本的数字通信系统。信号源产生0、1等概分布的随机信号，映射到16QAM的星座图上，同时一路信号已经被分成了I路和Q路，后边的处理建立在这两路信号的基础上。I路和Q路信号分别经过平方根升余弦滤波器，再加入高斯白噪声，然后通过匹配滤波器（平方根升余弦滤波器）。最后经过采样，判决，得到0、1信号，同原信号进行比较，给出16QAM数字系统的误码。图1三、详细设计步骤随机信号的生成利用Matlab中自带的函数randsrc来产生0、1等概分布的随机信号。源代码如下所示：globalNN=300;globalpp=0.5;

3、source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]);19星座图映射将等概分布的0、1信号映射到16QAM星座图上。每四个bit构成一个码子，具体实现的方法是，将输入的信号进行串并转换分成两路，分别叫做I路和Q路。再把每一路的信号分别按照两位格雷码的规则进行映射，这样实际上最终得到了四位格雷码。为了清楚说明，参看表1表1两位格雷码的映射规律两位0、1码映射后（按格雷码）00-301-1111103源代码如下所示：function[y1,y2]=Qam_modulation(x)%QAM_modulation%对产生的二进制序列进行QAM调制%=====首先进行串并转换

4、，将原二进制序列转换成两路信号N=length(x);a=1:2:N;y1=x(a);y2=x(a+1);%=====分别对两路信号进行QPSK调制%======对两路信号分别进行2－4电平变换a=1:2:N/2;temp1=y1(a);temp2=y1(a+1);y11=temp1*2+temp2;temp1=y2(a);temp2=y2(a+1);y22=temp1*2+temp2;%=======对两路信号分别进行相位调制a=1:N/4;y1=(y11*2-1-4)*1.*cos(2*pi*a);y2=(y22*2-1-4)*1.*cos(2*pi*a);%=======

5、=按照格雷码的规则进行映射y1(find(y11==0))=-3;y1(find(y11==1))=-1;y1(find(y11==3))=1;y1(find(y11==2))=3;y2(find(y22==0))=-3;y2(find(y22==1))=-1;y2(find(y22==3))=1;y2(find(y22==2))=3;19插值为了能够模拟高斯白噪声的宽频谱特性，以及为了能够显示波形生成器（平方根升余弦滤波器）的效果，所以在原始信号中间添加一些0点。具体实现是分别在信号的I路和Q路中，任意相邻的两个码字之间添加7个0。源代码如下所示：functiony=inse

6、rt_value(x,ratio)%===============================％x是待插值的序列，ratio是插值的比例。%两路信号进行插值％首先产生一个长度等于ratio倍原信号长度的零向量y=zeros(1,ratio*length(x));％再把原信号放在对应的位置a=1:ratio:length(y);y(a)=x;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。图1中的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

7、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”，通过采用合适的滤波器对多元码流进行滤波实现，由于生成的是基带信号，因此这一过程又称“基带成形滤波”。平方根升余弦滤波器的冲激响应基带平方根升余弦滤波器具有以下定义的理论函数其中：是奈奎斯特平率，是滚降系数。下面给出平方根升余弦滤波器的冲激响应曲线，如图2所示。19图2平方根升余弦滤波器的冲激响应