网站页面设计效果图,学校网站建设自查报告,北京网站开发哪家好,广州企业网站建设公司哪家好系列文章目录 《信号类型#xff08;通信#xff09;——仿真》 文章目录 前言
一、原理图
二、仿真
2.1、QAM仿真
2.2、不同滚降系数
2.3、不同M下QAM调制对比
总结 前言 本文主要结合仿真分析了QAM的信号处理过程#xff0c;并简单分析了成型滤波器中的滚降系数对QA…系列文章目录 《信号类型通信——仿真》 文章目录 前言
一、原理图
二、仿真
2.1、QAM仿真
2.2、不同滚降系数
2.3、不同M下QAM调制对比
总结 前言 本文主要结合仿真分析了QAM的信号处理过程并简单分析了成型滤波器中的滚降系数对QAM的影响。 一、原理图 QAM信号调制的原理框图 QAM信号产生过程基带码元波形经过QAM映射串并转换分成I、Q两路然后再经过电平转换以16QAM为例00转换成-0.5,01转换成-1.5,10转换成0.5,11转换成1.5)得到QAM调制信号再与对应的载波相乘然后再相加完成QAM的调制。 其中,,为载频为QAM调制码的IQ表示,为码宽为码波形由成型滤波器决定。 QAM信号解调的原理框图 QAM信号再分为I、Q两路和对应的载波相乘然后经过低通滤波器得到基带信号 其中,表示接收机噪声分别表示IQ路噪声。 对下变频后的基带信号进行匹配滤波并进行抽样判决恢复出原始的码元序列。
二、仿真 参数设置符号速率60kHz采样率12 Mz载频 1.5MHz码序列随机生成成型滤波器采用根升余弦滤波器滚降系数决定码波形QAM调制M41664。部分代码如下 %% 信号参数
rate 6e4; % 符号速率
sample 200; % 每个符号的采样点数
fc 1.5e6; % 载波频率
fs rate*sample; % 采样频率比特率*每个符号的采样点数
M 4; % 4,16,64
num 100; % 帧数
symbol_number 100; % 每帧发送数据符号个数
source_number symbol_number*log2(M); % 发送信号的长度bit数
rollof_factor1 0.8; % 发射滚降因子,可调整
N1 8;
rollof_factor2 0.8; % 接收滚降因子,可调整
N2 8;
rcos_fir1 rcosdesign(rollof_factor1,N1,sample,sqrt); % 默认sqrt
rcos_fir2 rcosdesign(rollof_factor2,N2,sample,sqrt);%% 随机数据流生成
[frame_bit ,ns] data_producing(M,source_number,num);%% QAM信号生成
% QAM映射
frame_msg reshape(frame_bit,2,round(ns*num/2));
[qam_I,qam_Q]qam1(frame_msg,M);% 成型滤波
[It_rcos,Qt_rcos]qam2(qam_I,qam_Q,sample,rcos_fir1);% 载波调制
st qam3(It_rcos,Qt_rcos,fc,fs);figure;
subplot(211)
stem(frame_msg(1,1:200));
xlabel(码序列);
ylabel(I路数据流);
subplot(212);
stem(frame_msg(2,1:200));
xlabel(码序列);
ylabel(Q路数据流);figure;
subplot(211);plot(It_rcos(1:200*sample));
xlabel(时间点数)
title(发射I路通过成型滤波器的时域波形);
subplot(212);plot(Qt_rcos(1:200*sample));
xlabel(时间点数)
title(发射Q路通过成型滤波器的时域波形);figure;
subplot(211);plot(st(1:200*sample));
title(载波调制时域波形);
xlabel(时间点数)
subplot(212);plot(linspace(-fs/2,fs/2,length(st)),abs(fftshift(fft(st))));
xlabel(频率Hz)
title(载波调制频域波形);%% 接收信号
% 高斯白噪声信道
snr 15;
rt awgn(st,snr,measured);% IQ下变频
rt1deqam1(rt,fc,fs);% 匹配滤波
rt2deqam2(rt1,rcos_fir2);figure;
subplot(211);plot(rt(1:200*sample));
xlabel(时间点数)
title(接收时域波形);
subplot(212);plot(linspace(-fs/2,fs/2,length(st)),abs(fftshift(fft(rt))));
xlabel(频率Hz)
title(接收频谱);figure;
subplot(211);plot(real(rt1(1:200*sample)));
xlabel(时间点数)
title(接收解调后I路时域波形);
subplot(212);plot(imag(rt1(1:200*sample)));
xlabel(时间点数)
title(接收解调后Q路时域波形);figure;
subplot(211);plot(real(rt2(1:200*sample)));
xlabel(时间点数)
title(接收I路通过匹配滤波器的时域波形);
subplot(212);plot(imag(rt2(1:200*sample)));
xlabel(时间点数)
title(接收Q路通过匹配滤波器的时域波形);%% 直接解码
Cd1 deqam3(rt1,1/max(rcos_fir1),sample,M);figure;
plot(frame_msg(:)-Cd1(:));
disp(sum(frame_msg(:)-Cd1(:)~0)/length(Cd1(:)));
scatterplot(rt1(sample/2:sample:end)/max(rcos_fir1)); %星座图
title(匹配滤波后星座图);%% 匹配滤波后解码
Cd2 deqam3(rt2,1,sample,M);figure;
plot(frame_msg(:)-Cd2(:));
disp(sum(frame_msg(:)-Cd2(:)~0)/length(Cd2(:)));
scatterplot(rt2(sample/2:sample:end)); %星座图
title(匹配滤波后星座图);%% 眼图
% 匹配前
figure
plot(reshape(real(rt1(sample/21:sample/2sample*200*2)),sample*2,200));
xlabel(时间点数)
title(匹配滤波前眼图);% 匹配后
figure
plot(reshape(real(rt2(sample/21:sample/2sample*200*2)),sample*2,200));
xlabel(时间点数)
title(匹配滤波后眼图);
2.1、QAM仿真 码序列 成型滤波后基带信号 帧信号由帧头帧体和帧尾构成帧头和帧尾固定帧体数据随机生成生成的码序列如左上图所示。成型滤波器滚降系数0.8码长8对码脉冲信号进行成型滤波得到右上图所示的基带信号。最后载频调制得到最终发射信号如下图所示。 发射的射频信号波形以及频谱
只考虑接收机的热噪声影响得到如下所示接收信号。与发射信号相比信号波形存在随机波动。 接收的射频信号波形以及频谱 对接收的信号进行下变频至基带得到左下1图的基带信号通过对信号进行截断得到左下2图所示的眼图并基于最佳点得到左下3图所示的眼图。 下变频后基带信号的波形眼图以及基于最佳点的星座图 对下变频后的基带信号进行匹配滤波得到左下1图的基带信号通过对信号进行截断得到左下2图所示的眼图并基于最佳点得到左下3图所示的眼图。与匹配滤波前相比信号的眼图以及星座图得到明显改善。 匹配滤波后基带信号的波形眼图以及基于最佳点的星座图
2.2、不同滚降系数 0.05 0.5 0.8
发射的射频信号波形以及频谱 上图分别不同滚降系数下的发射信号波形以及对应的单边谱可以看出随着滚降系数增加信号波形越窄。 0.05 0.5 0.8
匹配滤波后基于最佳点的星座图 在不知道发射端的成型滤波器时直接对下变频的接收信号进行检测得到上图所示星座图可以看出滚降系数增加对应的星座图逐渐恶化。 0.05 0.5 0.8
匹配滤波后基于最佳点的星座图 在发射端的成型滤波器已知情况时可以对接收的基带信号进行匹配滤波由此可以得到上图所示星座图可以看出滚降系数很小时匹配滤波并没有改善星座图但随着滚降系数的增肌匹配滤波的效果也逐渐显现。
2.3、不同M下QAM调制对比 M4 M16 M64
发射的射频信号波形以及频谱 上图分别维4QAM16QAM以及64QAM调制的发射信号波形以及对应的单边谱可以看出随着M增加信号包络越加复杂这种复杂的包络也意味着有着更多的信息被传递。 M4 M16 M64
匹配滤波后基于最佳点的星座图 在不知道发射端的成型滤波器时直接对下变频的接收信号进行检测得到上图所示星座图可以看出随着M增加对应的星座图逐渐恶化。 M4 M16 M64
匹配滤波后基于最佳点的星座图 在发射端的成型滤波器已知情况时可以对接收的基带信号进行匹配滤波由此可以得到上图所示星座图可以看出匹配滤波能够明显改善星座图。
代码链接《通信数字通信QAM调制解调分析》 总结 本文主要从仿真的角度简单分析了QAM调制解调过程实际环境中的多普勒效应以及多径效应等并没有考虑。有更好的内容欢迎在评论区放置链接另外有问题也欢迎评论区留言。转载请附链接【杨_ _)】的博客_CSDN博客-信号处理,SAR,代码实现领域博主。
