系統(tǒng)的基本機(jī)構(gòu)如下所示：

? ? ? ?下面我們分別對系統(tǒng)三個(gè)模塊進(jìn)行理論分析與介紹：卷積編碼和維特比譯碼，QAM調(diào)制解調(diào)已經(jīng)OFDM調(diào)制解調(diào)。

1.2 卷積編解碼的simulink模塊建模和分析

??? 卷積編碼模塊：

其參數(shù)設(shè)置界面如下所示：

圖3 卷積編碼模塊參數(shù)設(shè)置界面

Matlab中的卷積編碼器對二進(jìn)制輸入序列進(jìn)行卷積編碼，得到相應(yīng)的二進(jìn)制輸出序列。如果卷積編碼器的輸入信號的數(shù)目為k輸出信號為n，則這個(gè)卷積編碼器的碼率為k/n.

Trellis structure(Trellis 結(jié)構(gòu))：

卷積編碼器的Trellis 結(jié)構(gòu)，通常在Matlab工作區(qū)中設(shè)置一個(gè)Trellis 結(jié)構(gòu)的變量，在工作區(qū)中設(shè)置Trellis 結(jié)構(gòu)的各種參數(shù)，然后在卷積編碼器模塊的Trellis structure參數(shù)中填上該變量的名稱。另外還可以通過poly2Trellis ()函數(shù)把卷積編碼器的約束長度、生成多項(xiàng)式以及反饋連接多項(xiàng)式轉(zhuǎn)換成Trellis 結(jié)構(gòu)的形式。

??? Viterbi編碼模塊：

其參數(shù)設(shè)置界面如下所示：

圖4 維特比譯碼模塊

其主要參數(shù)的Trellis structure(Trellis 結(jié)構(gòu))解釋和上面圖3相同。像這里當(dāng)使用約束長度為7，生成多項(xiàng)式為171和133(八進(jìn)制數(shù))、反饋連接多項(xiàng)式為171（八進(jìn)制數(shù)）的卷積編碼器時(shí)，可以把本參數(shù)設(shè)置為poly2Trellis (7，[171 133]，171)。

1.3 QAM的理論簡介

為了提高頻帶利用率，采用正交載波技術(shù)傳輸ASK信號，并結(jié)合多進(jìn)制技術(shù)，即QAM調(diào)制[2]。它是利用正交載波對兩路信號分別進(jìn)行雙邊帶抑制載波調(diào)幅形成的，通常有四進(jìn)制(16QAM)、六進(jìn)制(64QAM)、八進(jìn)制(256QAM)等等。

QAM信號可表示為：

??????????????? 　式（1.1）

?

其中兩個(gè)通道的基帶信號x(t)和y(t)分別為

　? 　　　　　　　　　　　　　式（1.2）

?

式中為多進(jìn)制碼元間隔。為了傳輸與檢測方便，式中一般為雙極性m進(jìn)制碼元。調(diào)制器的基本原理框圖見圖2.1。它由碼元映射器、差分編碼器、升余弦滾降濾波器、調(diào)制器(乘法器)和線性加法器組成。

???? ???? 　　

圖1.1 4QAM調(diào)制器的基本原理框圖

(1)碼元映射器。包括串并轉(zhuǎn)換、進(jìn)制轉(zhuǎn)換。串并轉(zhuǎn)換主要是對串行輸入的高速二進(jìn)制數(shù)字脈沖分割成并行的數(shù)字脈沖，以降低輸入到進(jìn)制轉(zhuǎn)換的脈沖速率，進(jìn)而降低調(diào)制信號所占用的頻帶寬度；進(jìn)制轉(zhuǎn)換器是對輸入的二進(jìn)制數(shù)字脈沖作多進(jìn)制的脈沖轉(zhuǎn)換，以進(jìn)一步降低輸出脈沖的符號速率，同時(shí)又保持在這種符號速率上有較高的信息傳輸速率。

(2)差分編碼器。該單元對每個(gè)符號的兩個(gè)最高有效位進(jìn)行差分編碼，從而獲得旋轉(zhuǎn)不變的星座圖(圖2.2)。

?圖2.2 4QAM星座圖

(3)升余弦滾降濾波器。由于實(shí)際信道頻帶都是嚴(yán)格受限的，直接傳輸基帶信號必然產(chǎn)生波形失真，造成碼間干擾。因此傳輸前需要對基帶信號的波形整形。為滿足抽樣值的無失真奈奎斯特第一準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)無碼間干擾，在實(shí)際應(yīng)用中廣泛采用“升余弦滾降函數(shù)”作為傳輸系統(tǒng)的基帶濾波器。基帶濾波器通過升余弦滾降濾波器，使能量集中，消除碼間串?dāng)_。通過基帶成形濾波，減少了高頻和低頻成分的能量，并由于生余弦函數(shù)的沖擊響應(yīng)特性，使符號間干擾減少。

(4)QAM調(diào)制。QAM調(diào)制模塊通過對IQ信號采樣，然后分別與兩路同頻正交的載波相乘，最后相加。

1.3 QAM的仿真模塊分析

64QAM調(diào)制：

圖2-3 參數(shù)設(shè)計(jì)界面

??? 這里的參數(shù)設(shè)置，主要是通過調(diào)制星座點(diǎn)的計(jì)算公式得到的。

64QAM解調(diào)：

圖2-4 QAM解調(diào)參數(shù)

這個(gè)參數(shù)設(shè)置與QAM調(diào)制相同。

第三部分：OFDM調(diào)制解調(diào)

1.3 OFDM的simulink建模

OFDM調(diào)制：

圖3-3 OFDM調(diào)制

這個(gè)部分相當(dāng)于OFDM系統(tǒng)的，通過通道選擇進(jìn)行IFFT變化，從而完成OFDM的調(diào)制。

OFDM解調(diào)：

其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示：

這個(gè)模塊相當(dāng)于OFDM調(diào)制的逆運(yùn)算。

第四部分：系統(tǒng)給總體建模仿真和相關(guān)simulink模塊介紹

整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下所示：

圖1-4 WIMAX系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

這里我們再來講解一些系統(tǒng)中的其他模塊，然后給出仿真分析圖。

信號源：：主要可以生成二進(jìn)制信號源，

這里參數(shù)主要為：probability of a zero ，出現(xiàn)0bit的概率，initial seed，設(shè)置隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)數(shù)種子。 Sample time，采樣時(shí)間。Frame-based outputs，按幀輸出，幀的采樣時(shí)間為576.輸出類型為double型。

數(shù)據(jù)導(dǎo)入到workspace模塊

這個(gè)比較簡單，這里不做詳細(xì)介紹，其功能就是將simulink中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到matlab的workspace中，這樣就可以方便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析了。

Bit轉(zhuǎn)整數(shù)

將輸入的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為整數(shù)類型，這里可以給QAM調(diào)制輸入，

眼圖查看：

看眼圖

FFT看頻譜

：數(shù)據(jù)截至，表示這個(gè)數(shù)據(jù)流結(jié)束傳輸，

信道模塊，可以設(shè)置信噪比。

下面我們開始運(yùn)行模塊：

這里我們直接通過調(diào)用m文件，m文件如下，

clc;

close all;

clear;

%運(yùn)行simulink

sim('main.mdl');

%為了更好的分析數(shù)據(jù)，在M文件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析

%發(fā)送信號

signal_TXs = signal_TX.signals.values;

%卷積信號

conv_TXs = conv_TX.signals.values;

%QAM信號

QAM_TXs = QAM_TX.signals.values;

%OFDM信號

OFDM_TXs = OFDM_TX.signals.values;

%OFDM信號

OFDM_RXs = OFDM_RX.signals.values;

%deOFDM信號

deOFDM_RXs = deOFDM_RX.signals.values;

%deQAM信號

deQAM_RXs = deQAM_RX.signals.values;

%卷積信號

viterbi_RXs = viterbi_RX.signals.values;

clear signal_TX conv_TX QAM_TX OFDM_TX OFDM_RX deOFDM_RX deQAM_RX viterbi_RX

figure

subplot(211),stairs(signal_TXs),axis([0,length(signal_TXs),0,1.4]);

title('發(fā)送信號');

subplot(212),stairs(conv_TXs)? ,axis([0,length(conv_TXs),0,1.4]) ;

title('發(fā)送信號的卷積編碼信號');

%QAM,OFDM直接觀察simulink產(chǎn)生的圖片，更加的直觀

figure

subplot(211),stairs(deQAM_RXs)? ,axis([0,length(deQAM_RXs),0,1.4])?

;title('QAM解調(diào)后的信號');

subplot(212),stairs(viterbi_RXs),axis([0,length(viterbi_RXs),0,1.4]);

title('維特比譯碼后的信號');

這個(gè)程序就是自動將每個(gè)模塊的數(shù)據(jù)保存下來，然后再顯示其模型。

64qam調(diào)制后的星座圖（這里由于電腦運(yùn)行慢，有些點(diǎn)沒有顯示出來，本質(zhì)上64個(gè)點(diǎn)）

64qam解調(diào)前后的星座圖（這里由于電腦運(yùn)行慢，有些點(diǎn)沒有顯示出來，本質(zhì)上64個(gè)點(diǎn)）

OFDM通過信道后的頻譜

?

信號源的輸出信號：

?

仿真后的QAM_Tx：

64點(diǎn)的星座圖

A01-28

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于simulink的QAM-WIMAX的系统仿真的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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