基于matlab的通信系統(tǒng)仿真(已修改)
2025-06-30 16:02 本頁(yè)面
【正文】 基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真――數(shù)字通信大作業(yè)目 錄基于Matlab的通信系統(tǒng)仿真 3――數(shù)字通信大作業(yè) 3系統(tǒng)綜述 3結(jié)構(gòu)框圖 3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 4隨機(jī)信號(hào)的生成 4星座圖映射 4插值 6波形成形（平方根升余弦濾波器） 710倍載波調(diào)制 8加入高斯白噪聲 11匹配濾波器 12采樣 15判決解調(diào) 16誤碼率曲線(xiàn) 17整體程序構(gòu)架 19討論 21信噪比修正 21仿真曲線(xiàn) 21仿真終止條件 22升余弦濾波器 22 圖 表圖1 待構(gòu)建系統(tǒng)的框圖 3圖2 0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)波形圖 4圖3 16QAM星座圖 5圖4 經(jīng)過(guò)插值后的兩路信號(hào)波形圖 6圖5 平方根升余弦濾波器的沖激響應(yīng)曲線(xiàn) 7圖6 通過(guò)平方根升余弦濾波器后的兩路信號(hào) 8圖7 載波調(diào)制信號(hào)展開(kāi)圖 9圖8 載波調(diào)制信號(hào)整體圖 10圖9 加入高斯白噪聲的兩路信號(hào)波形 11圖10 經(jīng)過(guò)匹配濾波器后的波形 13圖11 高斯白噪聲經(jīng)過(guò)匹配濾波器后的波形 14圖12 信噪比為10db時(shí)的星座圖 15圖13 誤碼率曲線(xiàn)圖 18圖14 3條曲線(xiàn)比較 20 基于Matlab的通信系統(tǒng)仿真――數(shù)字通信大作業(yè)系統(tǒng)綜述利用Matlab仿真軟件，完成如圖1所示的一個(gè)基本的數(shù)字通信系統(tǒng)。信號(hào)源產(chǎn)生0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)，映射到16QAM的星座圖上，同時(shí)一路信號(hào)已經(jīng)被分成了實(shí)部和虛部，后邊的處理建立在這兩路信號(hào)的基礎(chǔ)上。實(shí)部、虛部信號(hào)分別經(jīng)過(guò)平方根升余弦濾波器，再加入高斯白噪聲，然后通過(guò)匹配濾波器（平方根升余弦濾波器）。最后經(jīng)過(guò)采樣，判決，得到0、1信號(hào)，同原信號(hào)進(jìn)行比較，給出16QAM數(shù)字系統(tǒng)的誤碼。結(jié)構(gòu)框圖圖1 待構(gòu)建系統(tǒng)的框圖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)信號(hào)的生成利用Matlab中自帶的函數(shù)randsrc來(lái)產(chǎn)生0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)。源代碼如下所示：%====定義待仿真序列的維數(shù) Nglobal NN=320。%====定義產(chǎn)生‘1’的概率為 pglobal pp=。%==============================%首先產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制序列source=randsrc(1,N,[1,0。p,1p])。0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)如圖2所示。圖2 0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)波形圖星座圖映射將等概分布的0、1信號(hào)映射到16QAM星座圖上。每四個(gè)bit構(gòu)成一個(gè)碼子，具體實(shí)現(xiàn)的方法是，將輸入的信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換分成兩路，分別叫做I路和Q路。再把每一路的信號(hào)分別按照兩位格雷碼的規(guī)則進(jìn)行映射，這樣實(shí)際上最終得到了四位格雷碼。為了清楚說(shuō)明，參看表1：表1 兩位格雷碼的映射規(guī)律兩位0、1碼映射后（按格雷碼）0 030 111 111 03源代碼如下所示：function [y1,y2]=Qam_modulation(x)%QAM_modulation%==============================%對(duì)產(chǎn)生的二進(jìn)制序列進(jìn)行QAM調(diào)制 %=====首先進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，將原二進(jìn)制序列轉(zhuǎn)換成兩路信號(hào)N=length(x)。a=1:2:N。y1=x(a)。y2=x(a+1)。 %=====分別對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行QPSK調(diào)制 %======對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行2－4電平變換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。 %=======對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行相位調(diào)制a=1:N/4。y1=(y11*214)*1.*cos(2*pi*a)。y2=(y22*214)*1.*cos(2*pi*a)。 %========按照格雷碼的規(guī)則進(jìn)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。得到的星座圖如圖3所示，圖上注明了每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的01序列。圖3 16QAM星座圖從上邊的星座圖上可以清楚的看到，任意相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間它們對(duì)應(yīng)的4個(gè)bit中只有一個(gè)有差別，也就是格雷碼的特點(diǎn)。而采用格雷碼主要目的是當(dāng)信噪比較大時(shí)，也就是系統(tǒng)的誤碼率比較低的情況下，當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)符號(hào)錯(cuò)誤的情況下，往往只是這個(gè)符號(hào)中的一個(gè)bit位出現(xiàn)了誤碼，因此這個(gè)情況下誤碼率和誤bit率是4：1，這一特性在后邊的誤碼率計(jì)算的過(guò)程中會(huì)有應(yīng)用。插值為了能夠模擬高斯白噪聲的寬頻譜特性，以及為了能夠顯示波形生成器（平方根升余弦濾波器）的效果，所以在原始信號(hào)中間添加一些0點(diǎn)。具體實(shí)現(xiàn)是分別在信號(hào)的I路和Q路中，任意相鄰的兩個(gè)碼字之間添加7個(gè)0。源代碼如下所示：function y=insert_value(x,ratio)%===============================％x是待插值的序列，ratio是插值的比例。%兩路信號(hào)進(jìn)行插值％首先產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度等于ratio倍原信號(hào)長(zhǎng)度的零向量y=zeros(1
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