【正文】 n=2^(max(nextpow2(n1),nexpow2(n2)))。 m=[m,zeros(nn2)]。 運(yùn)行后得到的信號(hào)和調(diào)制信號(hào)如圖 所示： 圖 雙邊帶幅度調(diào)制信號(hào) 24 第二節(jié) 用 MATLAB 分析相干解調(diào)過程 0＜ t＜ t0/3 例 某消息信號(hào) m (t)= 2 t0/3＜ t＜ 2t0/3 用信號(hào) m(t)以 DSBAM 方式調(diào)制載波 c(t)=cos(2∏ fct),所得到的已調(diào)制信號(hào)記為 u(t).設(shè) t0=,fc=250Hz。 MATLAB 設(shè)計(jì)程序如下： t0=。 ％采樣時(shí)間間隔 Fc= ％采樣頻率 df= 。 ％時(shí)間矢量 m=[ones(1,t0/(3*ts)), 2*ones(1,t0/(3*ts)),zeros(1,t0/(3*ts)+1)]。 ％載波信號(hào) u=m.*c。 ％混頻 [M,m,df1]=fft_seq(m,ts,df)。 ％縮放 [U,u,df1]=fft_seq(m,ts,df)。 [Y,y,df1]=fft_seq(y,ts,df)。 f_cutoff=150。 ％設(shè)計(jì)濾波器 f=[0:df1:df1*(length(m)1)]Fs/2。 H(1:n_cutoff)=2*ones(1,n_cutoff)。 DEM=H.*Y。 ％濾波器的輸出 subplot(2,2,1)。 ％ 未調(diào)制信號(hào) title(‘ 未調(diào)制信號(hào)‘ )； subplot(2,2,2)。 ％解調(diào)信號(hào) title(‘ 解調(diào)信號(hào)‘ )； subplot(2,2,3)； plot(f,abs(fftshift(M)))。 二、隨機(jī)信號(hào)的生成 利用 Matlab 中的 random_binary 函數(shù)來產(chǎn)生 0、 1 等概分布的隨機(jī)信號(hào)。 end。 if (temp), info(i)=0。 % 1/2 的概率輸出為 1 end end。由于是調(diào)用 matlab 系統(tǒng)函數(shù)調(diào)制解調(diào)，在此將轉(zhuǎn)換后邊的序列進(jìn)行四進(jìn)制轉(zhuǎn)換，方便后面的調(diào)制，再將轉(zhuǎn)換好的序列通過調(diào)用 qam()函數(shù)進(jìn)行 16qam調(diào) 制，具體代碼如下： 代碼如下： %串 /并變換分離出 I 分量、 Q 分量，然后再分別進(jìn)行電平映射 I=x(1:2:nn1)。 Q=x(2:2:nn)。 if Kbase==2。 28 Q=bshape(Q,fs,fb/4)。 y=I.*cos(2*pi*fc*t)Q.*sin(2*pi*fc*t)。 T=[0 1。 n=length(x)。 for i=1:2:n1。 yn(ii)=T(xi(1),xi(2))。 end。 y=yn。 y=[y。 end。 %映射電平分別為 ； ； ； 畫出星座圖代碼如下： %畫出星座圖 function c=constel(x,fs,fb,fc)。 m=2*fs/fb。 i1=mn。 ph0=(i11)*2*pi/n。 xi=x(i1:i1+n1)。 29 c(i)=y(2)。 i1=i1+m。 %如果無輸出，則作圖 if nargout1。 ph=(0:5:360)*pi/180。c39。 hold on。 ph=ph0angle(c(i))。 plot(a*cos(ph),a*sin(ph),39。)。 plot([ ],[0 0],39。,[0 0],[ ],39。)。 axis equal。 end。方波是在本地?cái)?shù)字信號(hào)處理時(shí)常見的波形，但在實(shí)際傳 輸時(shí)這種方波并不 合適。這一過程由發(fā)送端的基帶成形濾波器和接收端的匹配濾波器兩個(gè)環(huán)節(jié)共同實(shí)現(xiàn)，因此每個(gè)環(huán)節(jié)均為平方根升余弦滾降濾波，兩個(gè)環(huán)節(jié)合成就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)升余弦滾降濾波。 代碼如下： 30 %基帶升余弦成形濾波器 function y=bshape(x,fs,fb,N,alfa,delay)。 delay=8。 if nargin5。 end。 N=16。 b=firrcos(N,fb,2*alfa*fb,fs)。 五、調(diào)制 調(diào)制代碼： function [y,I,Q]=qam(x,Kbase,fs,fb,fc)。 m=fs/fb。 dt=1/fs。 %串 /并變換分離出 I 分量、 Q 分量，然后再分別進(jìn)行電平映射 I=x(1:2:nn1)。 Q=x(2:2:nn)。 if Kbase==2。 Q=bshape(Q,fs,fb/4)。 y=I.*cos(2*pi*fc*t)Q.*sin(2*pi*fc*t)。 加入不同強(qiáng)度的高斯白噪聲代碼： SNR_in_dB=8:2:24。 %加入不同強(qiáng)度的高斯白噪聲 y_output=qamdet(y_add_noise,fs,fb,fc)。 解調(diào)的代碼如下： %QAM 信號(hào)解調(diào) function [xn,x]=qamdet(y,fs,fb,fc)。 t=0:dt:(length(y)1)*dt。 Q=y.*sin(2*pi*fc*t)。 %設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器 I=filtfilt(b,a,I)。 m=4*fs/fb。 n=(.6:1:N)*m。 In=I(n)。 32 xn=four2two([In Qn])。 xn=[xn(1:nn/2)。 xn=xn(:)。 四進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼如下： %四進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 function xn=four2two(yn)。 ymin=min(y)。 ymax=max([ymax abs(ymin)])。 yn=(yymin)*3/(ymaxymin)。 yn(I0)=zeros(size(I0))。 yn)。 I2=find(yn= amp。 yn(I2)=ones(size(I2))*2。 yn(I3)=ones(size(I3))*3。0 1。1 0]。 for i=1:n。 end。 xn=xn(:)。 33 七、誤碼率曲線 誤碼率代碼如下： numoferr=0。 end。 Pe(j)=numoferr/N。 figure。red*39。 grid on。SNR in dB39。 ylabel(39。)。16QAM 調(diào)制在不同信道噪聲強(qiáng)度下的誤碼率 39。 八、 16QAM 載波調(diào)制信號(hào)在 AWGN 信道下的性 能 16QAM 載波調(diào)制信號(hào)在 AWGN 信道下的性能代碼如下： clear all nsymbol=100000。 %16QAM graycode=[0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10]。 %信噪比， Es/N0 snr1=10.^(EsN0/10)。 %消息數(shù)據(jù) msg1=graycode(msg+1)。 %基帶16QAM 調(diào)制 spow=norm(msgmod).^2/nsymbol。 %根據(jù)符號(hào)功率求噪聲功率 rx=msgmod+sigma*(randn(1,length(msgmod))+j*randn(1,length(msgmod)))。 decmsg=graycode(y+1)。 %誤比特率 [err,ser(indx)]=symerr(msg,decmsg)。 ser1=1(1P4).^2。 %理論誤比特率 semilogy(EsN0,ber,39。,EsN0,ser,39。,EsN0,ser1,EsN0,ber1,39。)。16QAM 載波調(diào)制信號(hào)在 AWGN 信道下的性能 39。Es/N039。 ylabel(39。) legend(39。,39。,39。,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(hào) ( I n : r e d , Q n : g r e e n ) 圖 已調(diào)信號(hào)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(hào)頻譜f / f b 圖 已調(diào)信號(hào)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(qiáng)度下的誤碼率 圖 16QAM 調(diào)制在不同信道噪聲強(qiáng)度下的誤碼率 5 10 15 201061051041031021011001 6 Q A M 載波調(diào)制信號(hào)在 A W G N 信道下的性能E s / N 0誤比特率和誤符號(hào)率 誤比特率誤符號(hào)率理論誤符號(hào)率理論誤比特率 圖 16QAM 載波調(diào)制信號(hào)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(jìn)理論曲線。簡單分析不難看出，由于理論誤碼率 曲線是建立在誤符號(hào)率除以 4的基礎(chǔ)上的，而這一條件的前提是出現(xiàn)誤符號(hào)的時(shí)候，一個(gè)符號(hào)中只有一個(gè) bit 位發(fā)生了錯(cuò)誤，這表明誤碼率比較低，也就是說明信噪比比較大。 39 結(jié) 論 通過對(duì)本次應(yīng)用 MATLAB 語言對(duì)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(duì)掌握信息的傳輸有了進(jìn)一步提高。人工計(jì)算調(diào)制和解調(diào)過程比較困難，而MATLAB 具有的強(qiáng)大功能可以很容易的解決這一問難題，所以又本文詳細(xì) 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(shè)計(jì)和仿真的實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用 MATLAB 仿真軟件進(jìn)行仿真。從上面的我們可以看出用 MATLAB 輔助分析信號(hào)頻譜，具有編程簡單、計(jì)算準(zhǔn)確、繪圖方便、結(jié)果直觀等特點(diǎn)。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(xué)的