先看QPSK的。
用C语言计算出模拟的QPSK解调信号I路和Q路数据,然后以gnuplot作图。C代码演示了如何通过命令行参数输入噪声大小及解调参考相位。同时也给出了标准正态分布随机数的计算函数。
C代码文件名为:QPSKconst.c
编译:
gcc QPSKconst.c
生成a.exe
执行时输入噪声大小系数,如0.1,解调相位角(度数),如15:
a.exe 0.1 15
则从屏幕输出1000行星座图信号坐标点。在gnuplot中作图即可。作图环境可用以下设置。
set size square
set grid
unset key
然后,在gnuplot命令窗中输入作图命令
gnuplot> plot [-2:2] [-2:2] "<a.exe 0.3 0" w p pt 6 lc 3
"<a.exe 0.3 0"
是执行带参数的exe文件并将结果重定向输入到plot命令中。
得:
又,减小噪声,得
gnuplot> plot [-2:2] [-2:2] "<a.exe 0.05 0" w p pt 6 lc 3
)
又,相位偏移-10
度,得
plot [-2:2] [-2:2] "<a.exe 0.05 -10" w p pt 6 lc 3
)
噪声很大的情况,星座图点散开。
plot [-2:2] [-2:2] "<a.exe 1 0" w p pt 6 lc 3
)
附:C代码
//QPSK信号星座图QPSKconst.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#define PI 3.14159265
double randn()//标准高斯噪声产生(0均值,方差1)
{
double r1,r2;
r1=(double)rand()/RAND_MAX;
r2=(double)rand()/RAND_MAX;
return sqrt(-2*log(r1+1e-100))*cos(2*PI*r2);//1e-100防止溢出
}
main(int argc, char *argv[])
{
double x,y,x1,y1,s=45;//s相位旋转角(度)
int i;
double a=0.05;
srand(1234);//随机数种子
if(argc!=3)
{
//如果输入参数不足或多了则按默认参数计算
printf("#Usage: a.exe att angle\n");
printf("#Default: a.exe 0.05 45\n");
}
else
{
a=atof(argv[1]);
s=atof(argv[2]);
}
s=s/180.0*PI;//角度制转弧度
for(i=0; i<1000; i++)
{
//标准QPSK解调信号
x=((double)rand()/RAND_MAX>0.5)? 1:-1;
y=((double)rand()/RAND_MAX>0.5)? 1:-1;
x=x+a*randn();//加复高斯噪声
y=y+a*randn();
x1=x*cos(s)-y*sin(s);//相位旋转
y1=x*sin(s)+y*cos(s);
printf("%f\t%f\n",x1,y1);//输出星座图数据
}
}
以此类似,可得16QAM、64QAM、BPSK、8PSK的星座图程序。
//QPSK信号星座图QAMconst.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#define PI 3.14159265
double randn()//标准高斯噪声产生(0均值,方差1)
{
double r1,r2;
r1=(double)rand()/RAND_MAX;
r2=(double)rand()/RAND_MAX;
return sqrt(-2*log(r1+1e-100))*cos(2*PI*r2);
}
main(int argc, char *argv[])
{
double x,y,x1,y1,s=0;//s相位旋转角(度)
int i;
int M=sqrt(64);
double a=0.05;
srand(1234);//随机数种子
if(argc!=4)
{
//如果输入参数不足或多了则按默认参数计算
printf("#Usage: a.exe att angle\n");
printf("#Default: 64QAM a.exe 0.05 0 64\n");
}
else
{
a=atof(argv[1]);
s=atof(argv[2]);
M=sqrt(atoi(argv[3]));
}
s=s/180.0*PI;//角度制转弧度
for(i=0; i<1000; i++)
{
//标准QAM解调信号
x=(rand()%M)*2-M+1;
y=(rand()%M)*2-M+1;
x=x+a*randn();//加复高斯噪声
y=y+a*randn();
x1=x*cos(s)-y*sin(s);//相位旋转
y1=x*sin(s)+y*cos(s);
printf("%f\t%f\n",x1,y1);//输出星座图数据
}
}
编译作图64QAM:
gnuplot> plot [-12:12] [-12:12] "<a.exe 0.1 0 64" w p pt 6 lc 3
gnuplot> plot [-12:12][-12:12] "<a.exe 0.1 0 16" w p pt 6 lc 3
M-PSK
//M-PSK信号星座图MPSKconst.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#define PI 3.14159265
double randn()//标准高斯噪声产生(0均值,方差1)
{
double r1,r2;
r1=(double)rand()/RAND_MAX;
r2=(double)rand()/RAND_MAX;
return sqrt(-2*log(r1+1e-100))*cos(2*PI*r2);
}
main(int argc, char *argv[])
{
double x,y,x1,y1,s=0;//s相位旋转角(度)
int i;
int M=8;
double a=0.05;
srand(12345678);//随机数种子
if(argc!=4)
{
//如果输入参数不足或多了则按默认参数计算
printf("#Usage: a.exe att angle\n");
printf("#Default: 8PSK a.exe 0.05 0 8\n");
}
else
{
a=atof(argv[1]);
s=atof(argv[2]);
M=atoi(argv[3]);
}
s=s/180.0*PI;//角度制转弧度
for(i=0; i<1000; i++)
{
//标准MPSK解调信号
x=(double)(rand()%M)/M*2*PI;
y=10*sin(x);
x=10*cos(x);
x=x+a*randn();//加复高斯噪声
y=y+a*randn();
x1=x*cos(s)-y*sin(s);//相位旋转
y1=x*sin(s)+y*cos(s);
printf("%f\t%f\n",x1,y1);//输出星座图数据
}
}
编译作图:
plot [-12:12][-12:12] "<a.exe 0.1 0 2" w p pt 6 lc 3
)
8PSK
plot [-12:12][-12:12] "<a.exe 0.1 0 8" w p pt 6 lc 3
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