基于matlab的64QAM通信系统的仿真.pdf

基于matlab的64QAM通信系统的仿真 ⼀、实验 ⽬的和意义 从信号平⾯⾃⽤率⽅⾯看，单独使⽤幅 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 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 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、实验原理 QAM是幅 和相位联合调制的技术，它同时利⽤了载波的幅 和相位来传递信息⽐特，不同的幅 和相位代表不同的编码符号。因此，在 最⼩距离相同的条件下，QAM星座图中可以容纳更多的星座点即可实现更⾼的频带利⽤率。本设计中所采⽤的64QAM为64进制的幅 相 位相结合调制。其星座图如图1所⽰。 图1 64QAM矩形星座图 三、实验设计要求： 1. NRZ信号序列⽣成 ； 2. 根据矩形星座图对消息序列进⾏MQAM星座映射，取M=64进制 （或以上） ； 3. MQAM调制 ； 4. 加噪声 ； 5. 解调QAM； 6. MQAM星座解映射及判决 7. 计算误码率，并与理论误码率⽐较，作图表⽰出64QAM的信噪⽐与误码率的关系曲线。 图2 实验流程框图 四、详细实验步骤 1、⾸先进⾏系统的分析和设计，整个仿真实验分为如下⼏个部分 ：随机序列的产⽣，序列的串并转换及64QAM正交调制，星座图的绘制 （包含原始信号和添加 10dB和20dB噪声后的信号），加⼊不同噪声，进⾏64QAM解调、误码率的测量和误⽐特率的测量，最后绘图显⽰ 该仿真电路在不同信噪⽐下的误码率，并与理论计算的误码率⽐较。 2、仿真程序设计 1）NRZ信号源产⽣ 2）64QAM星座映射调制 3）AWGN 4）星座图 5）MQAM解调、星座解映射和判决 6）经过以上步骤的设计，实现了64QAM调制解调的全过程仿真，最后设计在信号仿真过程中，误符号率和误⽐特率的测量和图⽰。 为了测量信噪⽐不同情况下的误码率，需要创建⼀个循环程序，让信噪⽐从0递增，在各信噪⽐条件下，进⾏信道⾼斯 ⽩噪声加⼊，将添加 噪声后的信号和原调制信号对⽐，计算出该仿真系统的误符号率，再进⾏64QAM的解调和星座解映射和判决，将结果和原串⾏随机信号对 ⽐，计算出该仿真系统的误⽐特率。 （1）创建循环程序，进⾏不同信噪⽐的⾼斯 ⽩噪声信号添加 （2）误符号率计算 （3）误⽐特率计算 （4）理论误符号率计算 （5）根据以上计算结果，⽤Matlab画图程序作出仿真误符号率、理论误符号率、仿真误⽐特率及理论误⽐特率的图形，可以直观看到在不 同信噪⽐的⼲扰信号下，该仿真系统的误码率。 最后，我们来看看仿真过程中的图⽚ ： 图3 64QAM信号星座图 图4 10dB信噪⽐时信号星座图 图5 20dB信噪⽐时信号星座图 图6 该仿真系统在不同信噪⽐下的误码率曲线 部分Matlab代码如下 ： clc; close all; clear all; echo off; %关闭运⾏中的命令显⽰ global num; k=log2(64); %%% 产⽣0,1随机序列 num= 1200000; inbits = randi([0,1],1,num); tx_bits= inbits; % % QAM64星座映射 tx_64QAM=Mapping_64QAM(tx_bits); %对 120万⽐特进⾏格雷映射和调制，得到已调复信号 mod_out=tx_64QAM; % %% 画出星座图 figure plot(real(mod_out), imag(mod_out), r.); title(原始信号星座图); %显⽰原图 figure SNR_test=awgn(mod_out,10);% plot(real(SNR_test), imag(SNR_test), b.); title(10dB信噪⽐时信号星座图); % %hold on; figure SNR_test=awgn(mod_out,20);% plot(