1、word%窗函數子程序，子程序名稱：recoswindow.mfunctionrcosw=rcoswindow(beta,Ts)%輸入參數：beta為升余弦窗關鍵系數，Ts為IFFT長度家循環前綴長度t=0:(1+beta)*Ts;rcosw=zeros(1,(1+beta)*Ts);%計算升余弦窗，共有三局部for i=1:beta*Ts; rcosw(i)=0.5+0.5*cos(pi+t(i)*pi/(beta*Ts);%計算升余弦窗的第一局部endrcosw(beta*Ts+1:Ts)=1;%計算升余弦窗低二局部for j=Ts:(1+beta)*Ts+1; rcosw(j-1)=0.

2、5+0.5*cos(t(j)-Ts)*pi/(beta*Ts); %計算升余弦窗第三局部endrcosw=rcosw'%轉換為列矢量%將16QAM信號的解調子程序，子程序的名稱：demoduqam16.mend.word%16QAM調制子程序，子程序名稱為qam16.m%將二進制數目流轉換為16QAM信號function complex_qam_data=qam16(bitdata)%輸入參數：bitdata為二進制數碼流%輸出參數：complex_qam_data為16QAM副信號X1=reshape(bitdata,4,length(bitdata)/4)'%將二進制數碼流

3、以4bitte分段d=1;%轉換4bit二進制碼為十進制碼116，生態農場mapping映射表中的索引for i=1:length(bitdata)/4; for j=1:4 X1(i,j)=X1(i,j)*(2(4-j); end source(i,1)=1+sum(X1(i,:);end%16QAM映射表，改表中存放的16對，沒對兩個實數，表示星座位置mapping=-3*d 3*d;-d 3*d;d 3*d;3*d 3*d;-3*d d;-d d;d d;3*d d;-3*d -d;-d -d;d -d;3*d -d;-3*d -3*d;-d -3*d;d -3*d;3*d -3*d;f

4、or i=1:length(bitdata)/4 qam_data(i,:)=mapping(source(i),:);%數據映射endcomplex_qam_data=complex(qam_data(:,1),qam_data(:,2);%組合為負數形式，形成16QAM信號end.word%將16QAM信號的解調子程序，子程序的名稱：demoduqam16.m%該子程序測試function demodu_bit_symble=demoduqam16(Rx_serial_complex_symbols)%輸入參數為：Rx_serial_complex_symbols為接收端接收到的復16QA

5、M信號%輸出參數：demodu_bit_symble為二進制數碼流complex_symbols=reshape(Rx_serial_complex_symbols,length(Rx_serial_complex_symbols),1);d=1;mapping=-3*d 3*d;-d 3*d;d 3*d;3*d 3*d;-3*d d;-d d;d d;3*d d;-3*d -d;-d -d;d -d;3*d -d;-3*d -3*d;-d -3*d;d -3*d;3*d -3*d;complex_mapping=complex(mapping(:,1),mapping(:,2);%將數據映射

6、表中轉換為16QAM信號，即3組合為復數；for i=1:length(Rx_serial_complex_symbols); for j=1:16; metrics(j)=abs(complex_symbols(i,1)-complex_mapping(j,1); end min_metric decode_symble(i)=min(metrics); %將接收數據與標準16QAM信號比，找到差最小的，將其對應恢復成標準的16QAM信號enddecode_bit_symble=de2bi(decode_symble-1)','left-msb');%將16QAM轉為

7、二進制demodu_bit_symble=reshape(decode_bit_symble',1,length(Rx_serial_complex_symbols)*4);%轉換為一行end.wordbaseband_out_length=16000;rand('twister',0);baseband_out=round(rand(1,baseband_out_length);%產生16000bit待傳輸的二進制比特流。這里存放的是發送的二進制信號與后面解調后的二進制信號比擬，可以計算誤碼率。%16QAM調制病繪制星座圖。complex_carrier_matrix

8、=qam16(baseband_out);figure(1);plot(complex_carrier_matrix,'*r');%繪制16QAM星座圖title('16QAM調制后星座圖');grid on ;.word%16QAM調制子程序，子程序名稱為qam16.m%將二進制數目流轉換為16QAM信號%QAM16測試%輸入參數：bitdata為二進制數碼流%輸出參數：complex_qam_data為16QAM復信號close all;clear all;baseband_out_length=16000;rand('twister',0)

9、;bitdata=round(rand(1,baseband_out_length);complex_carrier_matrix=qam16(bitdata);% X1=reshape(bitdata,4,length(bitdata)/4)'%將二進制數碼流以4bite分段% d=1;% %轉換4bit二進制碼為十進制碼116，生成mapping映射表中的索引% for i=1:length(bitdata)/4;% for j=1:4% X1(i,j)=X1(i,j)*(2(4-j);% end% source(i,1)=1+sum(X1(i,:);% end% %16QAM映射

10、表,該表中存放的16對，沒對兩個實數，表示星座位置% mapping=-3*d 3*d;-d 3*d;d 3*d;3*d 3*d;-3*d d;-d d;d d;3*d d;-3*d -d;-d -d;d -d;3*d -d;-3*d -3*d;-d -3*d;d -3*d;3*d -3*d;% for i=1:length(bitdata)/4% qam_data(i,:)=mapping(source(i),:);%數據映射% end% complex_qam_data=complex(qam_data(:,1),qam_data(:,2);% %組合為負數形式，形成16QAM信號% fi

11、gure(1);% plot(complex_qam_data,'*r');%繪制16QAM星座圖% title('16QAM調制后星座圖');% grid on ;figure(1);plot(complex_carrier_matrix,'*r');%繪制16QAM星座圖title('16QAM調制后星座圖');grid on ;.word% 程序功能% 1通過對OFDM信號各個子載波賦共軛對稱的數據產生一個實OFDM符號。% 2給OFDM符號加循環前綴與循環后綴% 3給OFDM符號加窗。在程序中參加的是升余弦窗，可以通過改變

12、升余弦窗的滾降系數，觀察參加不同升余弦窗對OFDM信號頻譜的的影響% 4信道采用嘉興高斯白噪聲信道。可以通過改變信噪比來改變信道環境，從而在接受端通過誤碼率或是星座圖觀察信道對OFDM信號傳輸的影響% 5去除循環前綴與循環后綴，對OFDM信號進行解調% 程序代碼：clear all;close all;carrier_count=200;%這個程序中OFDM子載波個數為512，其中400即 carrier_count *2為數據符號，其余賦0值symbols_per_carrier=20;%每個子載波上的符號數，在這里即是OFDM符號的個數bits_per_symbol=4;%OFDM符號的每

13、個子載波上傳輸的比特數，4bit通常采用的16QAM調制IFFT_bin_length=512;%FFT的長度，也即一個OFDM符號的子載波個數；PrefixRatio=1/4;%循環前綴的比值，循環前綴與OFDM符號長度的壁紙，通常在1/61/4之間GI=PrefixRatio * (IFFT_bin_length);%保護間隔的長度，這里為128beta=1/32;%升余弦窗的滾降系數GIP=beta*(IFFT_bin_length+GI);%循環后綴的長度，這里為20；SNR=16;%本程序考慮加性高斯白噪聲信道，這里信噪比為30db%=OFDM信號產生=baseband_out_le

14、ngth=carrier_count*symbols_per_carrier * bits_per_symbol;%計算傳輸數據總的比特數，為200*20*4%bits=16000bits。16000bits構成20個OFDM符號，每個OFDM符號200個子載波，每個子載波傳輸4bit信息carriers=(1:carrier_count)+(floor(IFFT_bin_length/4)-floor(carrier_count/2);%計算OFDM符號的在載波的序號，carriers 中存放的序號是29228；conjugate_carriers=IFFT_bin_length-carri

15、ers +2;% conjugate_carriers=IFFT_bin_length-carriers -2;%=這個序號有問題%計算OFDM符號子載波的序號，conjugate_carriers中存放的序號是282481；rand('twister',0);baseband_out=round(rand(1,baseband_out_length);%產生16000bit待傳輸的二進制比特流。這里存放的是發送的二進制信號與后面解調后的二進制信號比擬，可以計算誤碼率。%16QAM調制病繪制星座圖。complex_carrier_matrix=qam16(baseband_ou

16、t);%調用子程序qam16進行16QAM調制。將base_band中的二進制比特流，每4bit轉換為一個16QAM信號，即將二進制比特流每4bit轉換為-3-3j，-3+3j,3-3j,3+3j,%-1-3j,-1+3j,1-3j,1+3j,-3-j,-3+j,3-j,3+j,-1-j,-1+j,1-j,1+j中的一個。轉換后complex_carrier_matrix為1*4000矩陣。complex_carrier_matrix=reshape(complex_carrier_matrix',carrier_count,symbols_per_carrier);%轉換comple

17、x_carrier_matrix中的數據為carrier_coun6t*symbols_per_carrier矩陣，這里為20*200矩陣。figure(1);plot(complex_carrier_matrix,'*r');%繪制16QAM星座圖title('16QAM調制后星座圖');grid on ;%IFFT,即進行OFDM調制IFFT_modulation=zeros(symbols_per_carrier,IFFT_bin_length);%將symbols_per_carrier*IFFT_bin_length矩陣賦0值，這里講20*512矩陣賦

18、0值。這里512是IFFT的長度，也是OFDM符號的子載波個數%這里明顯有問題,以下矯正% IFFT_modulation(:,carriers)=complex_carrier_matrix;IFFT_modulation(:,carriers)=complex_carrier_matrix'%將20*200的complex_carrier_matrix的數據賦給IFFT_modulation的第29228列，即給512個子載波中的第29229個子載波賦值% IFFT_modulation(:,conjugate_carriers)=conj(complex_carrier_matr

19、ix);IFFT_modulation(:,conjugate_carriers)=conj(complex_carrier_matrix');%將20*200的complex_carrier_matrix的數據付給512個子載波中的第282481個子載波，這段程序構造了512個在載波的OFDM符號，并且各個%子載波上的數據是共軛對稱的。這樣做的目的是經過IFFT后形成的OFDM符號均為實數。另外，在512個子載波中，僅有400個子載波為數據，其余為%0值，相當于補零。補零的目的是通常IFFT的長度應該為2的證書次冪。signal_after_IFFT=ifft(IFFT_modula

20、tion,IFFT_bin_length,2);%IFFT實現OFDM調制time_wave_matrix=signal_after_IFFT;figure(2);plot(0:IFFT_bin_length-1,time_wave_matrix(2,:);%畫一個OFDM信號的時域表現axis(0,512,-0.4,0.4);grid on;ylabel('Amplitude');xlabel('Time');title('OFDM Time Signal,One Symbol Period');%添加循環前綴與循環后綴XX=zeros(sym

21、bols_per_carrier,IFFT_bin_length +GI+GIP);%IFFT_bin_length+GI+GIP為OFDM，循環前綴，循環后綴長度之和；for k=1:symbols_per_carrier; for i=1:IFFT_bin_length; XX(k,i+GI)=signal_after_IFFT(k,i); end for i=1:GI XX(k,i)=signal_after_IFFT(k,i+IFFT_bin_length-GI); %添加循環前綴 end for j=1:GIP XX(k,IFFT_bin_length+GI+j)=signal_af

22、ter_IFFT(k,j); %添加循環后綴 endendtime_wave_matrix_cp=XX;%帶循環前綴和循環后綴的OFDM符號figure(3)plot(0:length(time_wave_matrix_cp)-1,time_wave_matrix_cp(2,:);%畫帶循環前綴與循環后綴的OFDM信號的時域波形、axis(0,600,-0.3,0.3);grid on ;ylabel('Ampelitude');xlabel('Time');title('OFDM Time Signal with CP,One Symbol Perio

23、d');%OFDM符號加窗windowed_time_wave_matrix_cp=zeros(1,IFFT_bin_length+GI+GIP);for i=1:symbols_per_carrier windowed_time_wave_matrix_cp(i,:)=real(time_wave_matrix_cp(i,:).*rcoswindow(beta,IFFT_bin_length+GI)' %調用rcoswindow產生升余弦窗，對待循環前綴與循環后綴的OFDM符號加窗endfigure(4);plot(0:IFFT_bin_length-1+GI+GIP,win

24、dowed_time_wave_matrix_cp(2,:);%畫加窗后的OFDM符號axis(0,700,-0.2,0.2);grid on ;ylabel('Amplitude');xlabel('Time');title('OFDM Time Signal Apply a Window,One Symbol Period');%生成發送信號，并串轉換windowed_Tx_data=zeros(1,symbols_per_carrier*(IFFT_bin_length+GI)+GIP);%注意并串轉換后數據的長度為symbols_per_

25、carrier*(IFFT_bin_length%+GI)+GIP,這里考慮了循環前綴與循環后綴的重疊相加windowed_Tx_data(1:IFFT_bin_length+GI+GIP)=windowed_time_wave_matrix_cp(1,:);%符第一個加窗帶循環前綴后綴的OFDM符號值windowed_Tx_data,即發送串行數據for i=1:symbols_per_carrier-1; windowed_Tx_data(IFFT_bin_length+GI)*i+1:(IFFT_bin_length+GI)*(i+1)+GIP)=windowed_time_wave_m

26、atrix_cp(i+1,:); %并串轉換，循環前綴與循環后綴重疊相加endTx_data_withoutwindow =reshape(time_wave_matrix_cp',(symbols_per_carrier)*(IFFT_bin_length+GI+GIP),1)'%不加窗數據并串轉換Tx_data=reshape(windowed_time_wave_matrix_cp',(symbols_per_carrier)*(IFFT_bin_length+GI+GIP),1)'%加窗數據，單按照循環前綴與循環后綴不重疊相加進行并串轉換。此時數據長度為

27、(symbols_per_carrier)*(IFFT_bin_length+GI+GIP)temp_time1=(symbols_per_carrier)*(IFFT_bin_length+GI+GIP);%加窗，循環前綴與循環后綴不重疊數據長度，紀委發送的總數據比特數figure(5);subplot(2,1,1);plot(0:temp_time1-1,Tx_data);%畫循環前綴與循環后綴不顧從諜相加OFDM信號的時域波形。grid on ylabel('Amplitude(volts)')xlabel('Time(samples)')title(&#

28、39;OFDM Time Signal')temp_time2=symbols_per_carrier*(IFFT_bin_length+GI)+GIP;%加窗，循環前綴與循環后綴重疊相加數據長度subplot(2,1,2);plot(0:temp_time2-1,windowed_Tx_data);%畫循環前綴與循環后綴重疊相加OFDM信號的時域波形grid onylabel('Amplitude(volts)')xlabel('Time (samples)')title('OFDM Time Signal')%未加窗發送信號頻譜%對發

29、送數據分段，分段計算頻譜，取平均值作為OFDM信號的頻譜symbols_per_average=ceil(symbols_per_carrier/5);avg_temp_time=(IFFT_bin_length+GI+GIP)*symbols_per_average;averages=floor(temp_time1/avg_temp_time);%將發送數據分5段，每段數據長度為avg_temp_timeaverage_fft(1:avg_temp_time)=0;%存放平均后的OFDM信號的譜，先置0for a=0:(averages-1) subset_ofdm=Tx_data_wit

30、houtwindow(a*avg_temp_time)+1):(a+1)*avg_temp_time);%分段 subset_ofdm_f=abs(fft(subset_ofdm);%對分段后的OFDM信號計算頻譜 average_fft=average_fft+(subset_ofdm_f/averages);%取平均endaverage_fft_log=20*log10(average_fft);%求對數平均譜figure(6);subplot(2,1,1)plot(0:(avg_temp_time-1)/avg_temp_time,average_fft_log);%畫未加窗OFDM符號

31、對數平均譜hold ongrid on axis(0 0.5 -20 max(average_fft_log)ylabel('Magnitude(dB)')xlabel('Normalized Frequency(0.5=fs/2)')title('OFDM Signal Specturm')%計算加窗OFDM信號的頻譜 %這段程序功能與上段程序類似，不同之處在于這段程序是對加窗OFDM信號進行分段計算頻譜，再取平均symbols_per_average=ceil(symbols_per_carrier/5);avg_temp_time=(IFF

32、T_bin_length+GI+GIP)*symbols_per_average;averages=floor(temp_time1/avg_temp_time);%將發送數據分5段，每段數據長度為avg_temp_timeaverage_fft(1:avg_temp_time)=0;%存放平均后的OFDM信號的譜，先置0for a=0:(averages-1) subset_ofdm=Tx_data(a*avg_temp_time)+1):(a+1)*avg_temp_time);%分段 subset_ofdm_f=abs(fft(subset_ofdm);%對分段后的OFDM信號計算頻譜

33、average_fft=average_fft+(subset_ofdm_f/averages);%取平均endaverage_fft_log=20*log10(average_fft);%求對數平均譜subplot(2,1,2)plot(0:(avg_temp_time-1)/avg_temp_time,average_fft_log);%畫加窗OFDM符號對數平均譜hold ongrid on axis(0 0.5 -20 max(average_fft_log)ylabel('Magnitude(dB)')xlabel('Normalized Frequency(

34、0.5=fs/2)')title('Windowed OFDM Signal Specturm')%=經過加性高斯白噪聲信道Tx_signal_power=var(windowed_Tx_data);%計算信號功率linear_SNR=10(SNR/10);%轉換對數信噪比為線性幅度值noise_sigma=Tx_signal_power/linear_SNR;%計算噪聲功率，也就是方差noise_scale_factor=sqrt(noise_sigma);%計算標準差noise=randn(1,(symbols_per_carrier)*(IFFT_bin_length+GI)+GIP)*noise_scale_factor;%產生功率為noise_scale_factor高斯噪聲Rx_data=windowed_Tx_data+noise;%在發送數據上加噪聲，相當于OFDM信號經過加性高斯白噪聲信道%=OFDM解調=Rx_data_matrix=zeros(symbols_per_carrier,IFFT_bin_lengt