QAMModem.rar_16QAM星座图_16qam_32qam_QAMModem_时频分布图

% QAMModem.m程序清单 % 仿真4比特原始数据与星座图的编码映射过程； % 完成16QAM信号的调制解调； % 基带信号符号速率 ps ＝1Mbps； % 成形滤波器的滚降因子 a=0.8； % 载波信号频率fc=2MHz ； % 采样频率 Fs=8MHz ； % 绘制16QAM信号的频谱及时域波形； % 采用相干解调法仿真其解调过程； % 绘制解调前后的基带信号时域波形； % 将原始基带数据、QAM已调数据、滤波器系数写入相应的文本文件中。 clc; ps=1*10^6; %码速率为1MHz a=0.8; %成形滤波器系数 Fs=8*10^6; %采样速率 fc=2*10^6; %载波频率 N=50000; %仿真数据的长度 t=0:1/Fs:(N*Fs/ps-1)/Fs;%产生长度为N,频率为fs的时间序列 s=randint(N,1,16); %产生随机16进制数据作为原始数据 Bs=dec2bin(s,4); %将十进制数据转换成4比特的二进制数据 %对Bs的高2比特进行差分编码 %取高2比特分别存放在A，B变量中 A=s>7; B=(s-A*8)>3; %差分编码后的数据存放在C，D中 C=zeros(N,1);D=zeros(N,1); for i=2:N C(i)=mod(((~mod(A(i)+B(i),2))&mod(A(i)+C(i-1),2)) + (mod(A(i)+B(i),2)&mod(A(i)+D(i-1),2)),2); D(i)=mod(((~mod(A(i)+B(i),2))&mod(B(i)+D(i-1),2)) + (mod(A(i)+B(i),2)&mod(B(i)+C(i-1),2)),2); end %差分编码后的高2比特数据与原数据低2比特合成映射前的数据DBs DBs=C*8+D*4+s-A*8-B*4; %完成调制前的正交同相支路数据映射 I=zeros(1,N);Q=zeros(1,N); for i=1:N switch DBs(i) case 0, I(i)=3; Q(i)=3; case 1, I(i)=1; Q(i)=3; case 2, I(i)=3; Q(i)=1; case 3, I(i)=1; Q(i)=1; case 4, I(i)=-3;Q(i)=3; case 5, I(i)=-3;Q(i)=1; case 6, I(i)=-1;Q(i)=3; case 7, I(i)=-1;Q(i)=1; case 8, I(i)=3; Q(i)=-3; case 9, I(i)=3; Q(i)=-1; case 10,I(i)=1; Q(i)=-3; case 11,I(i)=1; Q(i)=-1; case 12,I(i)=-3;Q(i)=-3; case 13,I(i)=-1;Q(i)=-3; case 14,I(i)=-3;Q(i)=-1; otherwise,I(i)=-1;Q(i)=-1; end end %对编码数据以Fs频率采样 Ads_i=upsample(I,Fs/ps); Ads_q=upsample(Q,Fs/ps); %加噪声 % SNR=30; % Ads_i=awgn(Ads_i,SNR); % Ads_q=awgn(Ads_q,SNR); %设计平方根升余弦滤波器 n_T=[-2 2]; rate=Fs/ps; T=1; Shape_b = rcosfir(a,n_T,rate,T,'sqrt'); %对采样后的数据进行升余弦滤波; rcos_Ads_i=filter(Shape_b,1,Ads_i); rcos_Ads_q=filter(Shape_b,1,Ads_q); %产生同相正交两路载频信号 f0_i=cos(2*pi*fc*t); f0_q=sin(2*pi*fc*t); %产生16QAM已调信号 qam16=rcos_Ads_i.*f0_i+rcos_Ads_q.*f0_q; %实现相干解调 demod_mult_i=qam16.*f0_i; demod_mult_q=qam16.*f0_q; %对乘法运算后的同相正交支路滤波 demod=filter(Shape_b,1,demod_mult_i+sqrt(-1)*demod_mult_q); %绘制相干解调后的星座图 scatterplot(demod,Fs/ps,6*rate,'bx'); %仿真频率差500Hz时解调后星座图 f0_di=cos(2*pi*(fc+500)*t); f0_dq=sin(2*pi*(fc+500)*t); %实现解调 demod_mult_i=qam16.*f0_di; demod_mult_q=qam16.*f0_dq; %对乘法运算后的同相正交支路滤波 demod=filter(Shape_b,1,demod_mult_i+sqrt(-1)*demod_mult_q); %绘制解调后的星座图 scatterplot(demod,Fs/ps,6*rate,'bx'); %仿真相位差 pi/6时解调后星座图 f0_di=cos(2*pi*fc*t+pi/6); f0_dq=sin(2*pi*fc*t+pi/6); %实现解调 demod_mult_i=qam16.*f0_di; demod_mult_q=qam16.*f0_dq; %对乘法运算后的同相正交支路滤波 demod=filter(Shape_b,1,demod_mult_i+sqrt(-1)*demod_mult_q); %绘制解调后的星座图 scatterplot(demod,Fs/ps,6*rate,'bx'); %绘制16QAM信号频谱、信号时域波形 m_qam16=20*log10(abs(fft(qam16,1024)));m_qam16=m_qam16-max(m_qam16); %设置幅频响应的横坐标单位为MHz x_f=[0:(Fs/length(m_qam16)):Fs/2];x_f=x_f/10^6; %只显示正频率部分的幅频响应 mqam16=m_qam16(1:length(x_f)); %设置时域波表的横坐标单位为us Len=100;%设置时域波形显示的点数 x_t=1:Len;%产生长度为Len的时间序列 x_t=x_t/Fs*10^6; %显示所需的频谱及时域波形 subplot(211); plot(x_f,mqam16); legend('16QAM信号频谱'); xlabel('频率(MHz)');ylabel('幅度(dB)');grid on; subplot(212);plot(x_t,qam16(101:Len+100)); legend('16QAM时域信号波形'); xlabel('时间(us)');ylabel('幅度(V)');grid on; %将产生的QAM已调数据8比特量化后，写入QAM.txt文件中 Q=8; f_s=qam16/max(abs(qam16));%归一化处理 Q_s=round(f_s*(2^(Q-1)-1)); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %新建文本文件前，必须建好文件存放的目录文件夹，否则出现提示信息: %??? Error using ==> fprintf %Invalid file identifier %请根据需要修改下面语句，以改变文件名及文件存放路径 fid=fopen('D:\ModemPrograms\Chapter_8\E8_1_QAMModem\QAM.txt','w'); for k=1:length(Q_s) B_s=dec2bin(Q_s(k)+(Q_s(k)<0)*2^Q,Q); for j=1:Q if B_s(j)=='1' tb=1; else tb=0; end fprintf(fid,'%d',tb); end fprintf(fid,'\r\n'); end fprintf(fid,';'); fclose(fid); %为便于FPGA仿真时对比输入数据及解调后的数据，将QAM调制数据与写入txt文件中，以方便在TESTBENCH文件中读出，并显示在MODELSIM仿 %真波形中。 ud=ones(1,N*Fs/ps); %考虑到FPGA实现时，解调QAM有时延，将调制数据写入txt文件时，延时 ? 个数据周期，以方便MODELSIM仿真观察 for i=1:N-4 ud(Fs/ps*(i-1+4)+1:Fs/ps*(i+4))=s(i); end ud(Fs/ps*7:length(ud))=ud(1:length(ud)-Fs/ps*7+1); Q=4; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %新建文本文件前，必须建好文件存放的目录文件夹，否则出现提示信息: %??? Error using ==> fprintf %Invalid file identifier %请根据需要修改下面语句，以改变文件名及文件存放路径 fid=fopen('D:\ModemPrograms\Chapter_8\E8_1_QAMModem\QAM_bit.txt','w'); for k=1:length(ud) B_s=dec2bin(ud(k),Q); for j=1:Q if B_s(j)=='1' tb=1; else tb=0; end fprintf(fid,'%d',tb); end fprintf(fid,'\r\n'); end fprintf(fid,';'); fclose(fid); %将成形滤波器系数写入Shape_lpf.txt文件中 %滤波系数进行10bit量化 h_pm10=round(Shape_b/max(abs(Shape_b))*(2^9-1)); %求系数绝对值之和，以此估计滤波后的有效数据位宽 sum_Shape=sum(abs(h_pm10)); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %新建文本文件前，必须建好文件存放的目录文件夹，否则出现提示信息: %??? Error using ==> fprintf %Invalid file identifier %请根据需要修改下面语句，以改变文件名及文件存放路径 fid=fopen('D:\ModemPrograms\Chapter_8\E8_1_QAMModem\Shape_lpf.txt','w'); fprintf(fid,'%12.12f\r\n',Shape_b); fclose(fid);