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J I A N G S U U N I V E R S ITY
读书笔记

专业: 07通信工程
班级: (2)
姓名: (许小龙)
指导教师姓名: (赵跃华)
指导教师职称: (教授)

2011年4月
基于Matlab的通信系统仿真
系统综述
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实部和虚部,后边的处理建立在这两路信号的基础上。实部、虚部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。
结构框图
图1 待构建系统的框图
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:
%====定义待仿真序列的维数 N
global N
N=320;
%====定义产生‘1’的概率为 p
global p
p=;
%==============================
%首先产生随机二进制序列
source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]);
0、1等概分布的随机信号如图2所示。
图2 0、1等概分布的随机信号波形图
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)
0 0
-3
0 1
-1
1 1
1
1 0
3
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,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);
%========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;
得到的星座图如图3所示,图上注明了每一个点对应的01序列。
图3 16QAM星座图
从上边的星座图上可以清楚的看到,任意相邻的两个点之间它们对应的4个bit中只有一个有差别,也就是格雷码的特点。而采用格雷码主要目的是当信噪比较大时,也就是系统的误码率比较低的情况下,当出现一个符号错误的情况下,往往只是这个符号中的一个bit位出现了误码,因此这个情况下误码率和误bit率是4:1,这一特性在后边的误码率计算的过程中会有应用。
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:
function y=insert_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;
对I路和Q