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课程设计学生日志
时间 设计内容 查阅关于M-QAM的相关资料以及与matlab的仿真原理 设计总体方案 用matlab对方案进仃编程 调试程序，并检查错误 着手开始写设计报告 「 完善设计报口 答辩 2011-6-28「 2011-6-29 2011-6-30 2011-7-1 2011-7-2 2011-7-3
2011-7-4 课程设计考勤表
周 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五
课程设计评语表
指导教师评语:
成绩: 指导教师:
基于matlab的M-QAM通信系统的仿真
设计目的和意义
(1) 通过仿真进一步掌握M-QAMS制及解调的原理； (2) 学会用matlab编程对通信系统进行仿真； (3) 学会用理论知识去分析结果。 二、设计原理
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勺星座图上，同时一路信号已经被分成了 I路和 Q路，后边的处理建立在这两路信号的基础上。I路和Q路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。
图 1
三、详细设计步骤
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=0.5;
source=ra ndsrc(1,N,[1,0;p,1-p]);
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 0 1 1 1 1 0 源代码如下所示：
-3 -1 1 3 fun cti on [y1,y2]=Qam_modulati on(x) %QAM_modulatio n
%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=le ngth(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(fi nd(y11==0))=-3; y1(fi nd(y11==1))=-1; y1(fi nd(y11==3))=1; y1(fi nd(y11==2))=3; y2(fi nd(y22==0))=-3; y2(fi nd(y22==1))=-1; y2(fi nd(y22==3))=1; y2(fi nd(y22==2))=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 路和Q路中，任意相邻的两个码字之间添加
0点。具体实现是分别在信号的I
7个0。源代码如下所示：
fun cti on y=in sert_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*le ngth(x));
%再把原信号放在对应的位置
a=1:ratio:le ngth(y); y(a)=x;
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” 平方根升余弦滤波器的冲激响应
基带平方根升余弦滤波器具有以下定义的理论函数
H(f) 1
H(f)
1 . sin — 2 2fN
当 | f | f (1
山)
) f(1 )
当 f(1 ) |f|
H(f) 0
其中：fN 2T；号是奈奎斯特平率，是滚降系数。
当 | f | f (1
F面给出平方根升余弦滤波器的冲激响应曲线，如图
平方根升余弦滤波器的冲激响应
0.6
2所示
0.5
0.4
-
*
e 0.3 e p
P- *
-
■
a *