【導讀】源發(fā)送到一個或多個目的地。調(diào)制與解調(diào)在信息的傳輸過程中占據(jù)著重要的地。位，是不可或缺的，因此研究系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程就極為重要。了我們常用的幾種調(diào)制和解調(diào)的方法。由于MATLAB具有的強大功能所以詳。與解調(diào)的實現(xiàn)，運用MATLAB仿真軟件進行仿真。

　　

【正文】 y=I.*cos(2*pi*fc*t)Q.*sin(2*pi*fc*t)。 %調(diào)制 31 六、加入高斯白噪聲之后解調(diào) 為了簡化程序和得到可靠的誤碼率，我們在解調(diào)時并未從已調(diào)信號中恢復載波，而是直接產(chǎn)生與調(diào)制時一模一樣的載波來進行信號解調(diào)。 加入不同強度的高斯白噪聲代碼： SNR_in_dB=8:2:24。 %AWGN 信道信噪比 for j=1:length(SNR_in_dB) y_add_noise=awgn(y2,SNR_in_dB(j))。 %加入不同強度的高斯白噪聲 y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc)。 %對已調(diào)信號進行解調(diào) 解調(diào)時先設計一個巴特沃斯濾波器，然后將 I 分量、 Q 分量并 /串轉(zhuǎn)換，最終恢復成碼元序列 xn，然后進行解調(diào)。 解調(diào)的代碼如下： %QAM 信號解調(diào) function [xn,x]=qamdet(y,fs,fb,fc)。 dt=1/fs。 t=0:dt:(length(y)1)*dt。 I=y.*cos(2*pi*fc*t)。 Q=y.*sin(2*pi*fc*t)。 [b,a]=butter(2,2*fb/fs)。 %設計巴特沃斯濾波器 I=filtfilt(b,a,I)。 Q=filtfilt(b,a,Q)。 m=4*fs/fb。 N=length(y)/m。 n=(.6:1:N)*m。 n=fix(n)。 In=I(n)。 Qn=Q(n)。 32 xn=four2two([In Qn])。%I 分量 Q 分量并 /串轉(zhuǎn)換，最終恢復成碼元序列 xn nn=length(xn)。 xn=[xn(1:nn/2)。 xn(nn/2+1:nn)]。 xn=xn(:)。 xn=xn39。 四進制轉(zhuǎn)換成二進制代碼如下： %四進制轉(zhuǎn)換成二進制 function xn=four2two(yn)。 y=yn。 ymin=min(y)。 ymax=max(y)。 ymax=max([ymax abs(ymin)])。 ymin=abs(ymax)。 yn=(yymin)*3/(ymaxymin)。 %設置門限電平，判決 I0=find(yn )。 yn(I0)=zeros(size(I0))。 I1=find(yn= amp。 yn)。 yn(I1)=ones(size(I1))。 I2=find(yn= amp。 yn)。 yn(I2)=ones(size(I2))*2。 I3=find(yn=)。 yn(I3)=ones(size(I3))*3。 %一位四進制碼元轉(zhuǎn)換為兩位二進制碼元 T=[0 0。0 1。1 1。1 0]。 n=length(yn)。 for i=1:n。 xn(i,:)=T(yn(i)+1,:)。 end。 xn=xn39。 xn=xn(:)。 xn=xn39。 33 七、誤碼率曲線 誤碼率代碼如下： numoferr=0。 for i=1:N if (y_output(i)~=info(i)), numoferr=numoferr+1。 end。 end。 Pe(j)=numoferr/N。 %統(tǒng)計誤碼率 end。 figure。 semilogy(SNR_in_dB,Pe,39。red*39。)。 grid on。 xlabel(39。SNR in dB39。)。 ylabel(39。Pe39。)。 title(39。16QAM 調(diào)制在不同信道噪聲強度下的誤碼率 39。)。 八、 16QAM 載波調(diào)制信號在 AWGN 信道下的性 能 16QAM 載波調(diào)制信號在 AWGN 信道下的性能代碼如下： clear all nsymbol=100000。 %每種信噪比下的發(fā)送符號數(shù) M=16。 %16QAM graycode=[0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10]。 %Gray 編碼規(guī)則 EsN0=5:20。 %信噪比， Es/N0 snr1=10.^(EsN0/10)。 34 %信噪比轉(zhuǎn)換為線性值 msg=randint(1,nsymbol,M)。 %消息數(shù)據(jù) msg1=graycode(msg+1)。 %Gray 映射 msgmod=qammod(msg1,M)。 %基帶16QAM 調(diào)制 spow=norm(msgmod).^2/nsymbol。 %求每個符號的平均功率 for indx=1:length(EsN0) sigma=sqrt(spow/(2*snr1(indx)))。 %根據(jù)符號功率求噪聲功率 rx=msgmod+sigma*(randn(1,length(msgmod))+j*randn(1,length(msgmod)))。 y=qamdemod(rx,M)。 decmsg=graycode(y+1)。 [err,ber(indx)]=biterr(msg,decmsg,log2(M))。 %誤比特率 [err,ser(indx)]=symerr(msg,decmsg)。 %誤符號率 end P4=2*(11/sqrt(M))*qfunc(sqrt(3*snr1/(M1)))。 ser1=1(1P4).^2。 %理論誤符號率 ber1=1/log2(M)*ser1。 %理論誤比特率 semilogy(EsN0,ber,39。ko39。,EsN0,ser,39。k*39。,EsN0,ser1,EsN0,ber1,39。k.39。)。 title(39。16QAM 載波調(diào)制信號在 AWGN 信道下的性能 39。) xlabel(39。Es/N039。)。 ylabel(39。誤比特率和誤符號率 39。) legend(39。誤比特 率 39。,39。誤符號率 39。,39。理論誤符號率 39。,39。理論誤比特率 39。) 35 第四節(jié) 仿真結(jié)果及分析 0 5 10 15 20 25 30 35 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 6已調(diào)信號 ( I n : r e d , Q n : g r e e n ) 圖 已調(diào)信號圖形 36 0 2 4 6 8 10 12 14 16 8 0 7 5 7 0 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 4 0 3 5 3 0已調(diào)信號頻譜f / f b 圖 已調(diào)信號頻譜 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 1 . 51 0 . 500 . 511 . 5星座圖 圖 16QAM 星座圖 37 8 10 12 14 16 18 20 22104103102101100S N R i n d BPe1 6 Q A M 調(diào)制在不同信道噪聲強度下的誤碼率 圖 16QAM 調(diào)制在不同信道噪聲強度下的誤碼率 5 10 15 201061051041031021011001 6 Q A M 載波調(diào)制信號在 A W G N 信道下的性能E s / N 0誤比特率和誤符號率 誤比特率誤符號率理論誤符號率理論誤比特率 圖 16QAM 載波調(diào)制信號在 AWGN 信道下的性能 由圖 ，仿真曲線和理論曲線差距略大， 38 而隨著信噪比的增大，仿真曲線越來越逼進理論曲線。在同樣信噪比時，誤符號率比誤比特率（誤碼率）要大。簡單分析不難看出，由于理論誤碼率 曲線是建立在誤符號率除以 4的基礎上的，而這一條件的前提是出現(xiàn)誤符號的時候，一個符號中只有一個 bit 位發(fā)生了錯誤，這表明誤碼率比較低，也就是說明信噪比比較大。所以，當信噪比比較小的時候，理論計算的誤碼率的值要小于仿真得到的值。 39 結(jié) 論 通過對本次應用 MATLAB 語言對通信系統(tǒng)的分析，使我系統(tǒng)的理解了調(diào)制和解調(diào)的功能，對掌握信息的傳輸有了進一步提高。本文介紹了通信系統(tǒng)的含義，進而引出模擬調(diào)制和解調(diào)的概念。人工計算調(diào)制和解調(diào)過程比較困難，而MATLAB 具有的強大功能可以很容易的解決這一問難題，所以又本文詳細 介紹了 MATLAB 通信系統(tǒng)工具箱；并給出了基于 MATLAB 的通信系統(tǒng)的設計和仿真的實現(xiàn)，運用 MATLAB 仿真軟件進行仿真。針對通信系統(tǒng)中的仿真本文設計了調(diào)制與解調(diào)的仿真系統(tǒng)，在調(diào)制部分提高頻譜利用率，采用的方法是正交幅度調(diào)制、多進制正交幅度調(diào)制，本文利用它對 M 進制正交幅度調(diào)制系統(tǒng)進行了仿真 ,從理論上驗證 M 進制正交幅度調(diào)制系統(tǒng)工作原理和優(yōu)越性 ,為實際應用和科學合理地設計正交幅度調(diào)制系統(tǒng) ,提供了便捷、高效、直觀的重要方法 ，在解調(diào)部分，我們搭建了解調(diào)系統(tǒng)，采用相干解調(diào)的思想進行代碼開發(fā)實現(xiàn)了解調(diào)，并且針對上述搭 建的仿真進行了仿真測試，測試結(jié)果表明我們所搭建的仿真平臺是確實有效的。從上面的我們可以看出用 MATLAB 輔助分析信號頻譜，具有編程簡單、計算準確、繪圖方便、結(jié)果直觀等特點。用 MATLAB 的計算功能，不僅使大量的手工計算得以簡化 , 也使得離散系統(tǒng)的分析更為簡便和高效。利用MATLAB 的繪圖功能，有利于分析結(jié)果的直觀理解，也有利于深入掌握所學的內(nèi)容。 40 致 謝 在我做論文期間，我的指導老師劉占軍老師給予我極大的幫助，正是在劉老師的悉心指導和無微不至的關懷下完成的，在論文即將結(jié)束之際，我衷心的感謝我的指導老師， 謝謝他的幫助和支持！另外在論文期間，我周圍的同學特別是我宿舍里的室友也給了我很大的幫助，再次對我的室友說一聲謝謝，也對我周圍的朋友、同學以及我的家人表示感激，謝謝你們的支持 ! 41 參考文獻 [1]樊昌信，曹麗娜 .通信原理（第六版） [M],國防工業(yè)出版社， 2020 [2]程相君，陳生潭 .信號與系統(tǒng) [M],西安電子科技大學出版社 ,1990 [3]曹志剛，錢壓生 .現(xiàn)代通信原理 [M],清華大學出版社， 1992 [4]劉敏，魏玲 .MATLAB 通信仿真與應用 [M]，國防工業(yè)出版社， 2020 [5]唐向宏，岳恒立，鄭學 峰 .MATLAB 及在電子信息類課程中的應用 [M]，北京電子工業(yè)出版社， 2020 [6]陳杰 .MATLAB 寶典 [M]，電子工業(yè)出版社 [7]張德豐 .MATLAB/Simulink 建模與仿真 [M]，北京電子工業(yè)出版社