文档介绍：《通信技术综合实验》
实验报告
题目
基于Matlab的QAM调制
系统仿真
系(院)
计算机科学技术系
专业
通信工程
班级
学生姓名
学号
2011年 1月 11日
基于Matlab的QAM调制系统仿真

随着通信业迅速的发展,传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求,而可用频谱资源有限,业不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。另外,人们亦不能满足通信单一的语音服务,希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要,正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术,尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率,在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下,正交幅度调制方式是一种比较好的选择。为了加深对QAM调制解调数字传输系统的理解,本实验对整个16-QAM基带传输系统的仿真,结构框图如图所示:

(1)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:
global N
N=300;
global p
p=;
source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]);
(2)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;
(3)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;
(4)波形成形(平方根升余弦滤波器)
为了避免相邻传输信号之间的串扰,多元符号需要有合适的信号波形。图1中的方波是在本地数字信号处理时常见的波形,但在实际传输时这种方波并不合适。根据奈奎斯特第一准则,在实际通信系统中一般均使接收波形为升余弦滚降信号。这一过程由发送端的基带成形滤波器和接收端的匹配滤波器两个环节共同实现,因此每个环节均为平方根升余弦滚降滤波,两个环节合成就实现了一个升余弦滚降滤波。实现平方根升余弦滚降信号的过程称为“波形成形”,通过采用合适的滤波器对多元码流进行滤波实现,由于生成的是基带信号,因此这一过程又称“基带成形滤波”。
1)平方根升余弦滤