BPSK、QPSK、MPSK、QAM、16QAM的调制解调Matlab实现

1、BPSK

目录

1、BPSK

2、QPSK

3、MPSK

4、QAM

相位状态表

表 1.1 BPSK相位状态表

Data bit	Phase change
0	0
1

BPSK在AWGN信道中能够获得最好的误码率性能，频谱效率：1bps/Hz.

调制代码实现：

function [mod_symbol] = bpskmod(bit_in)

% bit_in = [0,1,0,0,1,1,1]; % only for test
len = length(bit_in);

table = exp(j*[0, pi]);

mod_symbol = table(bit_in+1); %complex number
%% method 2
% mod_symbol = 2*bit_in -1;

解调时直接判断实部数据正负即可。

2、QPSK

表 2.1 QPSK相位状态表

Data bits (a(t)-b(t))
0-0	-3/4
0-1	3/4
1-0	-/4
1-1	​​​​​​​/4

QPSK频带效率：2bps/Hz。横穿或接近原点的相位轨迹，会增加峰平比（PAR），引起频谱增生，即带外辐射。

调制代码：

function qpskSym = qpskmod(bit_in)

% bit_in = randi([0,1], 1 ,10); % test data

len = length(bit_in);
% mapping (11,01 ,00, 10)
% 1/4*pi , 3/4*pi ,-3/4*pi, -1/4*pi
table= exp(j*[-3/4*pi,3/4*pi , -1/4*pi, 1/4*pi ]); % 0,1,2,3

inMatrix = reshape(bit_in, len/2,2); %Rs = 1/2Rb
% inMatrix = [bit_in(1:2:end)', bit_in(2:2:end)']';% another way
inInt = inMatrix(:,1)*2 + inMatrix(:,2);

qpskSym = table(inInt+1);

解调实现：

% Function to perform QPSK demodulation

function [demodata]=qpskdemod(idata,qdata,para,nd,ml)

%****************** variables *************************
% idata :input Ich data
% qdata :input Qch data
% demodata: demodulated data (para-by-nd matrix)
% para   : Number of paralell channels
% nd : Number of data
% ml : Number of modulation levels
% (QPSK ->2  16QAM -> 4)
% *****************************************************

demodata=zeros(para,ml*nd);
demodata((1:para),(1:ml:ml*nd-1))=idata((1:para),(1:nd))>=0;
demodata((1:para),(2:ml:ml*nd))=qdata((1:para),(1:nd))>=0;

%EOF

3、MPSK

MPSK调制阶数越高，ber性能越差，但频带利用率提高

实现方式采用： pskmod函数

4、QAM

QAM调制方式的发送信号相位、幅度都会变化。在AWGN信道中，16QAM的ber性能优于16PSK，大约好4个dB。

调制实现：

function qammod=qammod(qam_work,bits_in )

if qam_work == 1
   full_len = length(bits_in);
   m=1;
   for k=-3:2:3
      for l=-3:2:3
         table(m) = (k+j*l)/sqrt(10); % power normalization
         m=m+1;
      end
   end
   table=table([0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10]+1); % Gray code mapping pattern for 8-PSK symbols
   inp=reshape(bits_in,4,full_len/4);
   qammod=table([8 4 2 1]*inp+1);  % maps transmitted bits into 16QAM symbols
end

解调实现：

% qamdemod.m
% Function to decode 16QAM modulation
function [demodata]=qamdemod(idata,qdata,para,nd,ml)

%****************** variables *************************
% idata :input Ich data
% qdata :input Qch data
% demodata: demodulated data (para-by-nd matrix)
% para   : Number of paralell channels
% nd : Number of data
% ml : Number of modulation levels
% (QPSK ->2  16QAM -> 4)
% *****************************************************

k=sqrt(10);
idata=idata.*k;
qdata=qdata.*k;
demodata=zeros(para,ml*nd);
m2=ml/2;       
count2=0; 

for ii = 1:nd
      
   	a=1;
    b=1;
   	i_lngth=0;
    q_lngth=0;
      
    for jj= 1:m2
        
       if jj ~= 1                  
          	if demodata((1:para),jj-1+count2)==1
               	a=-a;               
            end    
           	if demodata((1:para),m2+jj-1+count2)==1
               	b=-b;
            end
            i_lngth=i_lngth+i_plrty.*2.^(m2-jj+1);
            q_lngth=q_lngth+q_plrty.*2.^(m2-jj+1);
       end       
        if idata((1:para),ii) >= i_lngth
           demodata((1:para),jj+count2)=a>=0;
           i_plrty=1;
        else
       	   demodata((1:para),jj+count2)=a<=0;
           i_plrty=-1;
        end       
        if qdata((1:para),ii) >= q_lngth
           demodata((1:para),m2+jj+count2)=b>=0;
           q_plrty=1;  
        else
 		   demodata((1:para),m2+jj+count2)=b<=0;
           q_plrty=-1;
        end           
    end  % for jj= 1:m2    
    count2=count2+ml;            
 end  % for ii = 1:nd          

最后

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