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16PSK 和 16QAM 调制与解调
简要:该仿真针对基带信号进行 16PSK,16QAM 进行仿真实验,参考部分 CSDN 博主文章以及
Matlab help 文档独立完成。
实验要求:
1. 随机产生基带信号,画出基带信号的时域、频域图。
2. 对基带信号进行 16PSK 或 16QAM 调制,画出已调信号的时域、频域图和星座图。
3. 在已调信号基础上加入高斯噪声,画出叠加噪声的已调信号的时域、频域图和星座图。
4. 对叠加噪声的已调信号进行解调,画出解调后基带信号的时域、频域图。
进行判决,并与发端基带信号进行比较,画出不同信噪比(0~30dB)下的系统误码率曲线
实验内容:
一、 产生基带信号,并画出信号的时域、频域图
本次实验采用的基带信号为单极性非归零信号。
clear
close
Ts = 1; % 码元周期
N_sample =100; % 单个码元抽样点数
dt = Ts / N_sample; % 抽样时间间隔
N = 100; % 码元数
t = 0 : dt : (N * N_sample - 1) * dt; % 序列传输时间
gt1 = ones(1, N_sample); % NRZ
%% 生成随机序列
RAN = round(rand(1, N)); % 随机 0 1 序列 N 长
NRZ= [];
for i = 1 : N % 生成序列
if RAN(i)==1
NRZ = [NRZ gt1];
else
NRZ = [NRZ 0*gt1];
end
end
%% 绘制出结果
figure(1)
subplot(2, 1, 1);
plot(t, NRZ);
xlabel('时间/s')
ylabel('幅值')
grid on;
% axis([0 10 -1.5 1.5]);
title('单极性非归零基带信号');
%% 功率谱密度计算
fft_NRZ = fftshift(fft(NRZ)); % 求序列的频谱
PE1 = 10 * log10(abs(fft_NRZ) .^ 2 / (N * Ts)); %功率:能量除以时间,公式法求
概率谱密度,单位 db
PEL1 = (-length(fft_NRZ) / 2 : length(fft_NRZ) / 2 - 1) /10; % 求区间长度
%% 绘制出结果
subplot(2, 1, 2);
plot(PEL1, PE1);
xlabel('f/Hz')
ylabel('P_s(f)/dB')
grid on;
axis([-50 50 -50 50]);
title('单极性非归零基带信号功率谱密度');
结果图
图 1 单极性非归零信号的时域图和功率谱
解释:由于 matlab 并不能直接产生单极性非归零信号,只能产生离散个信号值,故可以理
解为对单极性信号的抽样,当在一个码元周期内抽样点数足够多时,可以近似看为单极性信
号。对于基带信号,我们采用功率谱密度来观察频域特性,从图中我们可以看出,由于采用
的是单极性信号,存在一定的载频分量。
二、 信号调制
(一)、16PSK
采用的是 matlab 内嵌函数 pskmod 完成信号的调制,同样采用功率谱对调制信号进行
频谱分析,采用 scatterplot 函数绘制调制信号的星座图。
psk_symbols = pskmod(NRZ, 16);
figure
plot(t,real(psk_symbols));
title('16PSK 调制后的时域图(实部)');
xlabel('时间/s');
ylabel('幅度');
figure
fft_modulated = fftshift(fft(psk_symbols));
PE1 = 10 * log10(abs(fft_modulated) .^ 2 / (N * Ts)); %功率:能量除以时间,
公式法求概率谱密度,单位 db
PEL1 = (-length(fft_modulated) / 2 : length(fft_modulated) / 2 - 1)
/10; % 求区间长度
plot(PEL1,PE1);
title('16PSK 调制后的功率谱');
xlabel('频率/Hz');
ylabel('幅度/dB');
axis([-50 50 -50 50]);
scatterplot(psk_symbols) %绘星座图 FIGURE 4
title('16PSK 调制后的星座图');
图 2 16PSK 调制信号时域图
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BingRain昔
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