Question

我需要星16 QAM调制器和解调器设计matlab代码

请建议我如何制作代码。下面给出的样本星座图。我想用不同的环半径来制作这个星座的代码。

Sample Constellation Points enter image description here

Answer 1

Here是一个Matlab脚本示例，它使用Gray映射进行Star-16-QAM映射，为AWGN通道建模并进行决策和解映射。还计算误码率（BER）。我将很快解释它是如何工作的。

首先，我们创建一个随机位序列，其中“0”和“1”以相同的概率发生。星座图的内圆和外圆的半径也被定义。

% Random bit sequence
numberOfBits = 1e5;
x = rand(1, numberOfBits);
x( x < 0.5 ) = 0;
x( x >= 0.5 ) = 1;

% Radius of inner and outer circle
r1 = 1;
r2 = 2;

在下一步中，我们定义将整数索引号映射到复杂符号的映射表。这是以这样的方式完成的，即两个相邻符号仅在一个比特中不同。这称为灰度映射。

% Define mapping table applying Gray mapping
mappingTable(1) = r1 * exp(1i* 0);
mappingTable(2) = r1 * exp(1i* pi/4);
mappingTable(3) = r1 * exp(1i* 3*pi/4);
mappingTable(4) = r1 * exp(1i* pi/2);
mappingTable(5) = r1 * exp(1i* 7*pi/4);
mappingTable(6) = r1 * exp(1i* 3*pi/2);
mappingTable(7) = r1 * exp(1i* pi);
mappingTable(8) = r1 * exp(1i* 5*pi/4);
mappingTable(9:16) = mappingTable(1:8) ./ r1 .* r2;

现在，对于每个4位的块，我们计算符号索引并在映射表中查找相应的复杂符号。

if mod(numberOfBits, 4) ~= 0
    error('numberOfBits must be a multiple of 4.');
end
mappedSymbols = zeros(1, numberOfBits / 4);

% Map bits to symbols
for i = 1:4:length(x)

    symbolBits = x(i:i+3);

    symbolIndex = 2^3 * symbolBits(1) + 2^2 * symbolBits(2) + 2^1 * symbolBits(3) + 2^0 * symbolBits(4);

    % Mapping
    mappedSymbols((i - 1)/4 + 1) = mappingTable( symbolIndex + 1);
end

在实际通信系统中，复数符号的实部和虚部现在将被转换为模拟信号（具有脉冲整形器）并被调制到射频载波上。在这里，我们假设D / A和A / D转换以及调制和解调是理想的，因此我们不需要对其进行建模。此外，假设信道是理想的，即在频域中是平坦的。但是，我们将通过添加白高斯噪声来考虑噪声。请注意，噪声功率均匀分布在信号的实部和虚部上。

% Add white Gaussian noise
snr = 20; % signal-to-noise ratio in dB
meanSignalPower = (r1^2 + r2^2)/2;
snr_lin = 10^(snr/10); % linear scale
meanNoisePower = meanSignalPower ./ snr_lin;
receivedSignal = mappedSymbols + randn(1, length(mappedSymbols)) * sqrt(meanNoisePower/2) +...
    1i * randn(1, length(mappedSymbols)) * sqrt(meanNoisePower/2);

最后，对于每个接收到的符号，我们确定具有最小距离的星座点，并将符号索引转换回比特序列。

% Decision and demapping
receivedBits = zeros(1, numberOfBits / 4);
for i = 1:length(receivedSignal)
  [mindiff minIndex] = min(receivedSignal(i) - mappingTable);
  symbolIndex = minIndex - 1;
  bitString = dec2bin(symbolIndex, 4);
  receivedBits((i-1)*4 + 1) = str2double(bitString(1));
  receivedBits((i-1)*4 + 2) = str2double(bitString(2));
  receivedBits((i-1)*4 + 3) = str2double(bitString(3));
  receivedBits((i-1)*4 + 4) = str2double(bitString(4));
end

当然，我们对比特错误的数量感兴趣：

numberOfBitErrors = nnz( x - receivedBits );
ber = numberOfBitErrors / numberOfBits; % bit error rate
disp(['SNR: ' num2str(snr) ' dB']);
disp(['Bit error rate (BER): ' num2str(ber)]);

绘制发射和接收信号产生典型的星座图：

figure;
plot( real(receivedSignal), imag(receivedSignal), '.'); hold on;
absLim = max( max(real(receivedSignal)), max(imag(receivedSignal)));
xyLimits = [-absLim*1.1 absLim*1.1];
xlim( xyLimits );
ylim( xyLimits );
plot( real(mappedSymbols), imag(mappedSymbols), '.r'); hold off;
xlim( xyLimits );
ylim( xyLimits );
xlabel('real part');
ylabel('imaginary part');
legend('received', 'transmitted');

Consteallation diagram of Star-16-QAM after transmission over AWGN channel

我上传了完整的源代码：http://pastebin.com/MDcVLZhh

Answer 2

最简单的方法是使用映射表。首先，生成具有所需星座点的矢量。即，

r1 = 1;  % first radius
r2 = 2;  % second radius
c = [ r1*exp(j*2*pi/8*[0..7])  r2*exp(j*2*pi/8*[0..7]) ];

c中星座点的顺序决定了从比特到符号的映射。接下来，调制在1 ..长度（c）之间选择一个 i 的数字，并将c（i）作为星座点。

要从接收的数据解调回符号索引，只需选择最近的星座点。即，如果收到的嘈杂符号是'y'：

[dummy, estimated_sym] = min(y - c);

警告：代码未经测试，可能需要进行少量调整。

Star 16 QAM调制器和解调器Matlab

2 个答案: