基于matlab的通信系统仿真72247.doc

基于MATLAB的通信系统仿真 ――数字通信大作业 目 录 基于Matlab的通信系统仿真 3 ――数字通信大作业 3 系统综述 3 结构框图 3 系统实现 4 随机信号的生成 4 星座图映射 4 插值 6 波形成形（平方根升余弦滤波器） 7 10倍载波调制 8 加入高斯白噪声 11 匹配滤波器 12 采样 15 判决解调 16 误码率曲线 17 整体程序构架 19 讨论 21 信噪比修正 21 仿真曲线 21 仿真终止条件 22 升余弦滤波器 22 图 表 图1 待构建系统的框图 3 图2 0、1等概分布的随机信号波形图 4 图3 16QAM星座图 5 图4 经过插值后的两路信号波形图 6 图5 平方根升余弦滤波器的冲激响应曲线 7 图6 通过平方根升余弦滤波器后的两路信号 8 图7 载波调制信号展开图 9 图8 载波调制信号整体图 10 图9 加入高斯白噪声的两路信号波形 11 图10 经过匹配滤波器后的波形 13 图11 高斯白噪声经过匹配滤波器后的波形 14 图12 信噪比为10db时的星座图 15 图13 误码率曲线图 18 图14 3条曲线比较 20  基于Matlab的通信系统仿真 ――数字通信大作业 系统综述 利用Matlab仿真软件，完成如图1所示的一个基本的数字通信系统。信号源产生0、1等概分布的随机信号，映射到16QAM的星座图上，同时一路信号已经被分成了实部和虚部，后边的处理建立在这两路信号的基础上。实部、虚部信号分别经过平方根升余弦滤波器，再加入高斯白噪声，然后通过匹配滤波器（平方根升余弦滤波器）。最后经过采样，判决，得到0、1信号，同原信号进行比较，给出16QAM数字系统的误码。 结构框图 图1 待构建系统的框图 系统实现 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： %====定义待仿真序列的维数 N global N N=320; %====定义产生‘1’的概率为 p global p p=0.5; %============================== %首先产生随机二进制序列 source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]); 0、1等概分布的随机信号如图2所示。 图2 0、1等概分布的随机信号波形图 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; 得到的星座图如图3所示，图上注明了每一个点对应的01序列。 图3 16QAM星座图 从上边的星座图上可以清楚的看到，任意相邻的两个点之间它们对应的4个bit中只有一个有差别，也就是格雷码的特点。而采用格雷码主要目的是当信噪比较大时，也就是系统的误码率比较低的情况下，当出现一个符号错误的情况下，往往只是这个符号中的一