16QAM

% 22.10.2020 r.
% 171632 Marta Trzaska
% Zad.1 Modulator/demodulator sygnału 16QAM

beta=1;


% 1. Generowanie wektora wejściowego:
    %Dane wejściowe
    N = 40;
    M = 100;
    %Wektor wejściowy
    wejsciowy=randi([0,1],[1,N]);

% 2. Rozdzielenie wektora wejściowego na sekcje 4-bitowe
    wejsciowy4bit=reshape(wejsciowy,[4,10]);

% 3. Podział na I oraz Q
    I=zeros(1,10);
    Q=zeros(1,10);
    for i=1:10
        if(wejsciowy4bit(1,i)==0 && wejsciowy4bit(2,i)==0)
            I(i)=-3;
        end
        if(wejsciowy4bit(1,i)==0 && wejsciowy4bit(2,i)==1)
            I(i)=-1;
        end
        if(wejsciowy4bit(1,i)==1 && wejsciowy4bit(2,i)==1)
            I(i)=1;
        end
        if(wejsciowy4bit(1,i)==1 && wejsciowy4bit(2,i)==0)
            I(i)=3;
        end

        if(wejsciowy4bit(3,i)==1 && wejsciowy4bit(4,i)==0)
            Q(i)=-3;
        end
        if(wejsciowy4bit(3,i)==1 && wejsciowy4bit(4,i)==1)
            Q(i)=-1;
        end
        if(wejsciowy4bit(3,i)==0 && wejsciowy4bit(4,i)==1)
            Q(i)=1;
        end
        if(wejsciowy4bit(3,i)==0 && wejsciowy4bit(4,i)==0)
            Q(i)=3;
        end
    end

% 4. Nadpróbkowanie M-krotne
    wejsciowe_I=zeros(1,1000); % ls*M=10*1000
    wejsciowe_Q=zeros(1,1000); % ls*M=10*1000

    for i=1:10
        for k=1:M
            wejsciowe_I(1,i*M-M+k)=I(i);
        end
    end

% 5. Odpowiedź impulsowa filtru typu podniesiony cosinus
        T=100; %czas trwania symbolu
        t=-100;
        for i=1:201 %odp impuls. filtru obejmuje 2 symbole (200 próbek)
            if((t==(T/(2*beta))) || (t==(-T/(2*beta))))
                h(i)=(pi/(4*T))*sinc(1/(2*beta));
            else
                h(i)=(1/T)*sinc(t/T)*cos(pi*beta*t/T)/(1-(2*beta*t/T)^2);
            end
            t=t+1;
        end

% Modulator: 6. Filtracja (przy użyciu splotu)
    wyjsciowe_I=conv(wejsciowe_I,h);
    wyjsciowe_Q=conv(wejsciowe_Q,h);

% Modulator: 7. Modulacja
    time=[0:100/1200:100-100/1200];
    sinus=sin(2*pi*time);
    cosinus=cos(2*pi*time);

    mod_I=wyjsciowe_I.*sinus;
    mod_Q=wyjsciowe_Q.*cosinus;

    mod_16QAM=mod_I+mod_Q;

% Demodulator: 8. Rozdzielenie na tory I i Q
    odebrany_I = mod_16QAM.*sinus;
    odebrany_Q = mod_16QAM.*cosinus;


% Demodulator: 9. Całkowanie
    suma_zdemod_I = zeros(1,10);
    suma_zdemod_Q = zeros(1,10);
    for i=1:10
        for j=1:100
            suma_zdemod_I(1,i)=suma_zdemod_I(1,i) + odebrany_I(1,(i-1)*100 +j+100);
            suma_zdemod_Q(1,i)=suma_zdemod_Q(1,i) + odebrany_Q(1,(i-1)*100 +j+100);
        end
    end

% Demodulator: 10. Decyzja - progi
    I_det=zeros(1,10);
    Q_det=zeros(1,10);

    for i=1:10
        if suma_zdemod_I(i) >= 0
            if suma_zdemod_I(1, i) < 50      I_det(1,i) = 1;
            else                               I_det(1,i) = 3;
            end
        elseif suma_zdemod_I(1,i) < 0
            if suma_zdemod_I(1, i) < -50      I_det(1,i) = -3;
            else                               I_det(1,i) = -1;
            end
        end

        if suma_zdemod_Q(i) >= 0
            if suma_zdemod_Q(1, i) < 50      Q_det(1,i) = 1;
            else                               Q_det(1,i) = 3;
            end
        elseif suma_zdemod_Q(1,i) < 0
            if suma_zdemod_Q(1, i) < -50      Q_det(1,i) = -3;
            else                               Q_det(1,i) = -1;
            end
        end
    end

% Demodulator: 11. Dane wyjściowe
    wyjscie=zeros(1,N);
    wyjscie4=zeros(4,10);

    for i=1:10
        if(I_det(1,i)==-3)
            wyjscie4(1,i) = 0;
            wyjscie4(2,i) = 0;
        elseif(I_det(1,i)==-1)
            wyjscie4(1,i) = 0;
            wyjscie4(2,i) = 1;
        elseif(I_det(1,i)==1)
            wyjscie4(1,i) = 1;
            wyjscie4(2,i) = 1;
        elseif(I_det(1,i)==3)
            wyjscie4(1,i) = 1;
            wyjscie4(2,i) = 0;
        end

        if(Q_det(1,i)==-3)
            wyjscie4(3,i) = 1;
            wyjscie4(4,i) = 0;
        elseif(Q_det(1,i)==-1)
            wyjscie4(3,i) = 1;
            wyjscie4(4,i) = 1;
        elseif(Q_det(1,i)==1)
            wyjscie4(3,i) = 0;
            wyjscie4(4,i) = 1;
        elseif(Q_det(1,i)==3)
            wyjscie4(3,i) = 0;
            wyjscie4(4,i) = 0;
        end
    end

    wyjscie=reshape(wyjscie4,[1 40]);

%wyświetlanie wykresów

hold on;
x=[1:40];
grid on;

plot(x, wejsciowy,'ko'); %sekwencja bitów przed modulacją

plot(x, wejsciowy,'ko'); %sygnał zmodulowany

plot(x, wejsciowy,'ko'); %sekwencja bitów po demodulacji

mod_16QAM