基于matlab仿真实验---16QAM调制与解调

1.仿真要求

用基带等效的方式仿真16-QAM在AWGN信道下的误码率和误比特率性能，并与理论值相比较。

2.仿真方案详细设计

16QAM 调制原理：

16QAM 是用两路独立的正交 4ASK 信号叠加而成， 4ASK 是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控（ MASK ）和正交载波调制相结合产生的。 16 进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合信号。
16QAM 正交调制的原理如下：
图中串/并变换器将速率为Rb的二进制码元序列分为两路,速率为Rb/2.2-4电平变换为Rb/2 的二进制码元序列变成速率为RS=Rb/log216 的 4 个电平信号,4 电平信号与正交载波相乘,完成正交调制,两路信号叠加后产生 16QAM信号.在两路速率为Rb/2 的二进制码元序列中,经 2-4 电平变换器输出为 4 电平信号,即M=16.经 4 电平正交幅度调制和叠加后,输出 16 个信号状态,即 16QAM.

RS=Rb/log216=RB/4.

16QAM 解调原理：

16QAM 信号采用正交相干解调的方法来解调，解调器首先对收到的 16QAM 信号进行正交相干解调，一路与 COSwt 相乘 , 一路与 SINwt 相乘。然后经过低通滤波器，低通滤波器滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号低通滤波器经抽样判决可恢复出电平信号， 16QAN 正交相干解调图如下：

3.仿真代码

clear all;clc;
nsymbol=100000;
M=16;
graycode=[0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10];
EsN0=5:20;
snr1=10.^(EsN0/10);
msg=randi([0,15],1,nsymbol);
msg1=graycode(msg+1);
msgmod=qammod(msg1,M);
scatterplot(msgmod);
spow=norm(msgmod).^2/nsymbol;
for i=1:length(EsN0)
    sigma=sqrt(spow/(2*snr1(i)));
    rx=msgmod+sigma*(randn(1,length(msgmod))+1i*randn(1,length(msgmod)));
    y=qamdemod(rx,M);
    decmsg=graycode(y+1);
    [err1,ber(i)]=biterr(msg,decmsg,log2(M));
    [err2,ser(i)]=symerr(msg,decmsg);
end
p4=2*(1-1/sqrt(M))*qfunc(sqrt(3*snr1/(M-1)));
ser1=1-(1-p4).^2;
ber1=1/log2(M)*ser1;
figure()
semilogy(EsN0,ber,'o',EsN0,ser,'*',EsN0,ser1,EsN0,ber1,'-',EsN0,ber1,'-.');
title('16QAM-AWGN')
xlabel('Es/N0');ylabel('SER AND BER');
legend('ber simulation','ser simulation','ser theory','ber theory');

仿真结果

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