基于matlab的通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)

1、 PAGE21 / NUMPAGES23 基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真數(shù)字通信大作業(yè)目 錄 TOC o 1-3 u 基于Matlab的通信系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc57211585 h 3數(shù)字通信大作業(yè) PAGEREF _Toc57211586 h 3系統(tǒng)綜述 PAGEREF _Toc57211587 h 3結(jié)構(gòu)框圖 PAGEREF _Toc57211588 h 3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc57211589 h 4隨機(jī)信號(hào)的生成 PAGEREF _Toc57211590 h 4星座圖映射 PAGEREF _Toc57211591 h 4插值 PAGEREF _Toc57211

2、592 h 6波形成形（平方根升余弦濾波器） PAGEREF _Toc57211593 h 710倍載波調(diào)制 PAGEREF _Toc57211594 h 8加入高斯白噪聲 PAGEREF _Toc57211595 h 11匹配濾波器 PAGEREF _Toc57211596 h 12采樣 PAGEREF _Toc57211597 h 15判決解調(diào) PAGEREF _Toc57211598 h 16誤碼率曲線 PAGEREF _Toc57211599 h 17整體程序構(gòu)架 PAGEREF _Toc57211600 h 19討論 PAGEREF _Toc57211601 h 21信噪比修正 PA

3、GEREF _Toc57211602 h 21仿真曲線 PAGEREF _Toc57211603 h 21仿真終止條件 PAGEREF _Toc57211604 h 22升余弦濾波器 PAGEREF _Toc57211605 h 22圖 表 TOC f D t 圖注 c圖1待構(gòu)建系統(tǒng)的框圖 PAGEREF _Toc57211760 h 3圖20、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)波形圖 PAGEREF _Toc57211761 h 4圖316QAM星座圖 PAGEREF _Toc57211762 h 5圖4經(jīng)過插值后的兩路信號(hào)波形圖 PAGEREF _Toc57211763 h 6圖5平方根升余弦濾波器的沖

4、激響應(yīng)曲線 PAGEREF _Toc57211764 h 7圖6通過平方根升余弦濾波器后的兩路信號(hào) PAGEREF _Toc57211765 h 8圖7 載波調(diào)制信號(hào)展開圖 PAGEREF _Toc57211766 h 9圖8 載波調(diào)制信號(hào)整體圖 PAGEREF _Toc57211767 h 10圖9加入高斯白噪聲的兩路信號(hào)波形 PAGEREF _Toc57211768 h 11圖10經(jīng)過匹配濾波器后的波形 PAGEREF _Toc57211769 h 13圖11 高斯白噪聲經(jīng)過匹配濾波器后的波形 PAGEREF _Toc57211770 h 14圖12 信噪比為10db時(shí)的星座圖 PAGER

5、EF _Toc57211771 h 15圖13 誤碼率曲線圖 PAGEREF _Toc57211772 h 18圖14 3條曲線比較 PAGEREF _Toc57211773 h 20基于Matlab的通信系統(tǒng)仿真數(shù)字通信大作業(yè)系統(tǒng)綜述利用Matlab仿真軟件，完成如圖1所示的一個(gè)基本的數(shù)字通信系統(tǒng)。信號(hào)源產(chǎn)生0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)，映射到16QAM的星座圖上，同時(shí)一路信號(hào)已經(jīng)被分成了實(shí)部和虛部，后邊的處理建立在這兩路信號(hào)的基礎(chǔ)上。實(shí)部、虛部信號(hào)分別經(jīng)過平方根升余弦濾波器，再加入高斯白噪聲，然后通過匹配濾波器（平方根升余弦濾波器）。最后經(jīng)過采樣，判決，得到0、1信號(hào)，同原信號(hào)進(jìn)行比較，給出1

6、6QAM數(shù)字系統(tǒng)的誤碼。結(jié)構(gòu)框圖圖1待構(gòu)建系統(tǒng)的框圖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)信號(hào)的生成利用Matlab中自帶的函數(shù)randsrc來產(chǎn)生0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)。源代碼如下所示：%=定義待仿真序列的維數(shù) Nglobal NN=320;%=定義產(chǎn)生1的概率為 pglobal pp=0.5;%=%首先產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制序列source=randsrc(1,N,1,0;p,1-p);0、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)如圖2所示。圖20、1等概分布的隨機(jī)信號(hào)波形圖星座圖映射將等概分布的0、1信號(hào)映射到16QAM星座圖上。每四個(gè)bit構(gòu)成一個(gè)碼子，具體實(shí)現(xiàn)的方法是，將輸入的信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換分成兩路，分別叫做I路和Q路。再把每一路的

7、信號(hào)分別按照兩位格雷碼的規(guī)則進(jìn)行映射，這樣實(shí)際上最終得到了四位格雷碼。為了清楚說明，參看表1：表1兩位格雷碼的映射規(guī)律兩位0、1碼映射后（按格雷碼）0 0-30 1-11 111 03源代碼如下所示：function y1,y2=Qam_modulation(x)%QAM_modulation%=%對產(chǎn)生的二進(jìn)制序列進(jìn)行QAM調(diào)制 %=首先進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，將原二進(jìn)制序列轉(zhuǎn)換成兩路信號(hào)N=length(x);a=1:2:N;y1=x(a);y2=x(a+1); %=分別對兩路信號(hào)進(jìn)行QPSK調(diào)制 %=對兩路信號(hào)分別進(jìn)行24電平變換a=1:2:N/2;temp1=y1(a);temp2=y1(a+1

8、);y11=temp1*2+temp2;temp1=y2(a);temp2=y2(a+1);y22=temp1*2+temp2; %=對兩路信號(hào)分別進(jìn)行相位調(diào)制a=1:N/4;y1=(y11*2-1-4)*1.*cos(2*pi*a);y2=(y22*2-1-4)*1.*cos(2*pi*a);%=按照格雷碼的規(guī)則進(jìn)行映射y1(find(y11=0)=-3;y1(find(y11=1)=-1;y1(find(y11=3)=1;y1(find(y11=2)=3;y2(find(y22=0)=-3;y2(find(y22=1)=-1;y2(find(y22=3)=1;y2(find(y22=2)=

9、3;得到的星座圖如圖3所示，圖上注明了每一個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的01序列。圖316QAM星座圖從上邊的星座圖上可以清楚的看到，任意相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間它們對應(yīng)的4個(gè)bit中只有一個(gè)有差別，也就是格雷碼的特點(diǎn)。而采用格雷碼主要目的是當(dāng)信噪比較大時(shí)，也就是系統(tǒng)的誤碼率比較低的情況下，當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)符號(hào)錯(cuò)誤的情況下，往往只是這個(gè)符號(hào)中的一個(gè)bit位出現(xiàn)了誤碼，因此這個(gè)情況下誤碼率和誤bit率是4：1，這一特性在后邊的誤碼率計(jì)算的過程中會(huì)有應(yīng)用。插值為了能夠模擬高斯白噪聲的寬頻譜特性，以與為了能夠顯示波形生成器（平方根升余弦濾波器）的效果，所以在原始信號(hào)中間添加一些0點(diǎn)。具體實(shí)現(xiàn)是分別在信號(hào)的I路和Q路中，任意相鄰的兩個(gè)

10、碼字之間添加7個(gè)0。源代碼如下所示：function y=insert_value(x,ratio)%=x是待插值的序列，ratio是插值的比例。%兩路信號(hào)進(jìn)行插值首先產(chǎn)生一個(gè)長度等于ratio倍原信號(hào)長度的零向量y=zeros(1,ratio*length(x);再把原信號(hào)放在對應(yīng)的位置a=1:ratio:length(y);y(a)=x;對I路和Q路信號(hào)進(jìn)行插值后的波形圖如圖4所示。圖4經(jīng)過插值后的兩路信號(hào)波形圖波形成形（平方根升余弦濾波器）為了避免相鄰傳輸信號(hào)之間的串?dāng)_，多元符號(hào)需要有合適的信號(hào)波形。圖1中的方波是在本地?cái)?shù)字信號(hào)處理時(shí)常見的波形，但在實(shí)際傳輸時(shí)這種方波并不合適。根據(jù)奈奎斯

11、特第一準(zhǔn)則，在實(shí)際通信系統(tǒng)中一般均使接收波形為升余弦滾降信號(hào)。這一過程由發(fā)送端的基帶成形濾波器和接收端的匹配濾波器兩個(gè)環(huán)節(jié)共同實(shí)現(xiàn)，因此每個(gè)環(huán)節(jié)均為平方根升余弦滾降濾波，兩個(gè)環(huán)節(jié)合成就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)升余弦滾降濾波。實(shí)現(xiàn)平方根升余弦滾降信號(hào)的過程稱為“波形成形”，通過采用合適的濾波器對多元碼流進(jìn)行濾波實(shí)現(xiàn)，由于生成的是基帶信號(hào)，因此這一過程又稱“基帶成形濾波”。平方根升余弦濾波器的沖激響應(yīng)基帶平方根升余弦濾波器具有以下定義的理論函數(shù)其中：是奈奎斯特平率，是滾降系數(shù)。下面給出平方根升余弦濾波器的沖激響應(yīng)曲線，如圖5所示。圖5平方根升余弦濾波器的沖激響應(yīng)曲線從上圖上不難看出來，平方根升余弦濾波器的沖激響

12、應(yīng)很顯然的引入了符號(hào)間干擾（ISI）即它的沖激響應(yīng)在相鄰的抽樣點(diǎn)上的值并不象升余弦濾波器那樣恒為0。然而造成這一后果的原因在于，當(dāng)我們引入平方根升余弦濾波器的時(shí)候，就是認(rèn)為整個(gè)信道，也就是說，包括信號(hào)發(fā)送端的濾波器和信號(hào)接收端的濾波器，總體的效果是避免了符號(hào)間干擾（ISI），所以，單獨(dú)看這每一個(gè)濾波器，勿庸置疑，它們都是存在著符號(hào)間干擾（ISI）的。經(jīng)過平方根升余弦濾波器后的信號(hào)I路和Q路信號(hào)經(jīng)過平方根升余弦濾波器后，成形后的波形如圖6所示。源代碼如下%x1、x2是兩路輸入信號(hào)，fd是信號(hào)信息位的頻率，fs是信號(hào)的采樣頻率function y1,y2=rise_cos(x1,x2,fd,fs)

13、%生成平方根升余弦濾波器yf, tf=rcosine(fd,fs, fir/sqrt);%對兩路信號(hào)進(jìn)行濾波y1, to1=rcosflt(x1, fd,fs,filter/Fs, yf);y2, to2=rcosflt(x2, fd,fs,filter/Fs, yf);10倍載波調(diào)制將通過成形濾波器后的信號(hào)調(diào)制到10倍于原頻率的載波上。由于在仿真的過程中，只圖6通過平方根升余弦濾波器后的兩路信號(hào)能用離散的點(diǎn)來模擬連續(xù)信號(hào)，因而為了能夠顯示出一個(gè)正弦曲線，至少需要在一個(gè)正弦周期采樣到4個(gè)以上的點(diǎn)，這里，我們在一個(gè)周期采10個(gè)點(diǎn)。假設(shè)最初的0、1信號(hào)的頻率是1Hz，那么I路和Q路符號(hào)傳輸?shù)念l率是

14、1/4Hz，而10倍頻是建立在I路或Q路符號(hào)頻率的基礎(chǔ)上，也就是說，載頻的頻率是2.5Hz。按照前面的假設(shè)，那么相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.04s。而一個(gè)完整周期的正弦波形的幅值是一樣的，都是對應(yīng)的這個(gè)周期的I路和Q路線性疊加，調(diào)制后的信號(hào)為， 其中，為載波頻率。源代碼如下%載波調(diào)制%x1,x2代表兩路輸入信號(hào)，f是輸入信號(hào)的頻率，hf是載波的頻率function t,y=modulate_to_high(x1,x2,f,hf)%產(chǎn)生兩個(gè)中間變量，用來存儲(chǔ)插值后的輸入信號(hào)yo1=zeros(1,length(x1)*hf/f*10);yo2=zeros(1,length(x2)*hf/f

15、*10);n=1:length(yo1);%對輸入信號(hào)分別進(jìn)行插值，相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間加入9個(gè)點(diǎn)，且這9個(gè)點(diǎn)的值同第0個(gè)點(diǎn)的值一樣yo1(n)=x1(floor(n-1)/(hf/f*10)+1);yo2(n)=x1(floor(n-1)/(hf/f*10)+1);%生成輸出輸出信號(hào)的時(shí)間向量t=(1:length(yo1)/hf*f/10;%生成載波調(diào)制信號(hào)y=yo1.*cos(2*pi*hf*t)-yo2.*sin(2*pi*hf*t);得到的調(diào)制到載頻的信號(hào)波形如圖7和圖8所示，其中圖7主要為了顯示一個(gè)脈寬周期的調(diào)制信號(hào)波形，圖8則是顯示載波信號(hào)的整體情況。圖7 載波調(diào)制信號(hào)展開圖圖8 載

16、波調(diào)制信號(hào)整體圖加入高斯白噪聲將通過成形濾波器后的信號(hào)送到具有高斯白噪聲特征的加性信道中，相當(dāng)于在原信號(hào)上加入高斯白噪聲。由于高斯白噪聲加在了通過插值和濾波后的點(diǎn)上，因此在計(jì)算信噪比的時(shí)候存在一個(gè)信噪比換算的問題。當(dāng)我們把仿真得到的誤碼率曲線同理論的誤碼率曲線相比較的時(shí)候，兩者的信噪比的定義必須是一致的。一致包括兩個(gè)方面，一是二者均為每bit符號(hào)上的信號(hào)功率和噪聲功率的比值，另一個(gè)是信號(hào)的功率是指那些信息點(diǎn)上的平均功率，噪聲也是指信息點(diǎn)上所對應(yīng)的噪聲的平均功率，但由于噪聲的功率譜密度是一個(gè)定值，所以噪聲的平均功率實(shí)際上就是噪聲的功率譜密度。對于第二點(diǎn)，由于所有信號(hào)的平均功率和信息點(diǎn)上的信號(hào)的平

17、均功率不同，所以需要在加入高斯噪聲的時(shí)候進(jìn)行糾正，具體的公式推導(dǎo)如下。設(shè)是最后理論計(jì)算中的信噪比，是加入高斯白噪聲后的整體信號(hào)（包括插值后的點(diǎn)）的信噪比,是每bit信息點(diǎn)的平均能量，是每bit信號(hào)的平均能量，是噪聲的平均功率，現(xiàn)在需要推導(dǎo)出與的關(guān)系。即兩個(gè)信噪比的比值就是平均能量的比值。源程序如下%對輸入的兩路信號(hào)加高斯白噪聲，返回處理后的兩路信號(hào)，信息點(diǎn)等效bit信噪比為snr的值function y1,y2=generate_noise(x1,x2,snr)%snr1代表snr對應(yīng)的符號(hào)信噪比snr1=snr+10*log10(4); %算出所有信號(hào)的平均功率ss=var(x1+i*x2,

18、1);%加入高斯白噪聲y=awgn(x1+j*x2,snr1+10*log10(ss/10),measured);y1=real(y);y2=imag(y);給出加入高斯白噪聲的兩路信號(hào)波形。圖9加入高斯白噪聲的兩路信號(hào)波形匹配濾波器在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，濾波器是不可缺少的。濾波器的一個(gè)作用是使基帶信號(hào)頻譜成形，例如為了滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則，基帶信號(hào)頻譜通常采用升余弦滾降形狀，這一點(diǎn)在波形成形部分已經(jīng)有了較詳細(xì)的介紹。而濾波器的另一個(gè)重要作用是在接收端限制白噪聲，將信號(hào)頻帶外的噪聲濾掉，減少它對信號(hào)正確判決的影響。為了能夠使濾波器輸出信噪比在信息抽樣時(shí)刻的信噪比最大，所以引入了匹配濾波器。假設(shè)匹配

19、濾波器的頻率傳遞函數(shù)為，時(shí)域沖激響應(yīng)為。濾波器輸入為發(fā)送信號(hào)與噪聲的疊加，即這里，為信號(hào)，它的頻譜函數(shù)為。為白色高斯噪聲，其雙邊功率譜密度為。濾波器的輸出為其號(hào)部分為在時(shí)刻輸出的信號(hào)抽樣值為濾波器輸出噪聲的功率譜密度為平均功率為因此，時(shí)刻的輸出信噪比為匹配濾波器的傳遞函數(shù)使達(dá)到最大。在這里利用Schwartz不等式求解，最后得到傳遞函數(shù)的表達(dá)式為即傳遞函數(shù)與信號(hào)頻譜的復(fù)共軛成正比。傳遞函數(shù)的時(shí)域響應(yīng)為匹配濾波器的最大輸出信噪比為其中，為觀察間隔的信號(hào)能量。具體到這個(gè)通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)的時(shí)域響應(yīng)為其中是平方根升余弦濾波器的沖激響應(yīng)。結(jié)合上式可以得到匹配濾波器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有與發(fā)射端的基帶成形濾

20、波器一樣的滾降系數(shù)的平方根升余弦濾波器。接收端的“匹配濾波”是針對發(fā)射端的成形濾波而言，與成形濾波相匹配實(shí)現(xiàn)了數(shù)字通信系統(tǒng)的最佳接收。它與基帶成形濾波器共同構(gòu)成了一個(gè)奈奎斯特濾波器。源代碼同平方根升余弦濾波器的源代碼一樣。信號(hào)通過匹配濾波器后的波形如圖10所示圖10經(jīng)過匹配濾波器后的波形從上邊的波形可以看出來，經(jīng)過匹配濾波器后的信號(hào)明顯很平滑，這正好反映了低通濾波器的特性，濾掉了高頻分量，為了明顯的反映這一特點(diǎn)，將一段高斯白噪聲經(jīng)過匹配濾波器。波形對比如圖11所示。圖11高斯白噪聲經(jīng)過匹配濾波器后的波形經(jīng)過仿真，發(fā)現(xiàn)高斯白噪聲經(jīng)過一個(gè)平方根濾波器后方差保持不變。因此在加入高斯噪聲時(shí)給定的信噪比

21、需要有一定的修正，即要保證在信息點(diǎn)上的信噪比為給定的值。我們知道，當(dāng)給定snr時(shí)，需要加入的高斯噪聲的功率譜密度，其中，在具體使用AWGN函數(shù)時(shí)，snr值是建立在當(dāng)前輸入信號(hào)的平均功率的基礎(chǔ)上的，所以。采樣由于從匹配濾波器出來的信號(hào)的點(diǎn)數(shù)8倍于原來信息的點(diǎn)數(shù)，為了恢復(fù)出原信號(hào)，所以需要對該信號(hào)進(jìn)行采樣。從匹配濾波器出來時(shí)，首先要剔除卷積過程中冗余的點(diǎn)，接著抽取現(xiàn)在信號(hào)中的第1個(gè)，第9個(gè)，第8k1個(gè)點(diǎn)，源代碼如下：function y1,y2=pick_sig(x1,x2,ratio)y1=x1(ratio*3*2+1:ratio:length(x1);y2=x2(ratio*3*2+1:rat

22、io:length(x1);將這時(shí)的數(shù)據(jù)畫到星座圖上。圖12信噪比為10db時(shí)的星座圖判決解調(diào)經(jīng)過前邊的匹配濾波器解調(diào)或者稱為相關(guān)解調(diào)產(chǎn)生了一組向量，在這里就是一個(gè)一維的向量，根據(jù)最大后驗(yàn)概率（MAP）準(zhǔn)則（由于各個(gè)信號(hào)的先驗(yàn)概率相等，所以頁可以認(rèn)為是最大似然準(zhǔn)則），得到了最小距離檢測。具體在本仿真系統(tǒng)中，判斷為各個(gè)信號(hào)的門限如表2所示。判決后得到的數(shù)據(jù)再按照格雷碼的規(guī)則還原成0、1信號(hào)，最終將兩路0、1信號(hào)合成一路0、1信號(hào)，用來同最初的信號(hào)一起決定誤碼率。表2判決電平對應(yīng)表判決前的信號(hào)的幅度對應(yīng)的判決后的幅度3113源代碼如下function y=demodulate_sig(x1,x2)

23、%對x1路信號(hào)進(jìn)行判決xx1(find(x1=2)=3;xx1(find(x1=0)=1;xx1(find(x1=-2)&(x10)=-1;xx1(find(x1=2)=3;xx2(find(x2=0)=1;xx2(find(x2=-2)&(x20)=-1;xx2(find(x2-2)=-3;%將x1路信號(hào)按格雷碼規(guī)則還原成0、1信號(hào)temp1=zeros(1,length(xx1)*2);temp1(find(xx1=-1)*2)=1;temp1(find(xx1=1)*2-1)=1;temp1(find(xx1=1)*2)=1;temp1(find(xx1=3)*2-1)=1;%將x2路信

24、號(hào)按格雷碼規(guī)則還原成0、1信號(hào)temp2=zeros(1,length(xx2)*2);temp2(find(xx2=-1)*2)=1;temp2(find(xx2=1)*2-1)=1;temp2(find(xx2=1)*2)=1;temp2(find(xx2=3)*2-1)=1;%將兩路0、1信號(hào)合成一路y=zeros(1,length(temp1)*2);y(1:2:length(y)=temp1;y(2:2:length(y)=temp2;誤碼率曲線將解調(diào)后的數(shù)據(jù)同原始數(shù)據(jù)相比較，得到該信噪比下所對應(yīng)的誤碼率。為了得到誤碼率曲線，需要得到在不同的信噪比下的誤碼率。在仿真的過程中，假設(shè)要得

25、到一個(gè)值得信賴的誤碼率數(shù)據(jù)點(diǎn)，至少需要在最后的數(shù)據(jù)比較的過程中得到100個(gè)錯(cuò)誤，那么參與仿真的數(shù)據(jù)點(diǎn)就應(yīng)該是誤碼率的倒數(shù)乘以100，為了提高程序的效率，首先計(jì)算出某個(gè)信噪比對應(yīng)的理論的誤碼率，然后估計(jì)出待仿真的點(diǎn)數(shù)。對于16QAM信號(hào)星座圖等效為在兩個(gè)正交載波上的兩個(gè)PAM信號(hào)，其中每一個(gè)具有4個(gè)信號(hào)點(diǎn)。因?yàn)樵诮庹{(diào)器中可以將相位正交的兩個(gè)信號(hào)分量完全分開，所以QAM的錯(cuò)誤概率可以由PAM的錯(cuò)誤概率求得。16QAM系統(tǒng)的正確判決概率是式中，是4元PAM的錯(cuò)誤概率，在等效QAM系統(tǒng)的每一個(gè)正交信號(hào)中，4元PAM具有一半的平均功率，通過適當(dāng)?shù)男薷?元PAM的錯(cuò)誤概率，可以得到其中是平均符號(hào)SNR。因

26、此，16QAM的錯(cuò)誤概率是具體的源代碼如下：clear;%用來仿真QAM的誤bit率snr=1:1:11;%先來計(jì)算理論誤bit率error_theory=(1-(1-(2*(1-1/sqrt(16)*1/2*erfc(1/sqrt(2)*sqrt(3*4*10.(snr/10)/(16-1).2)/4;%用理論的誤bit率來決定需要仿真的點(diǎn)數(shù)N=floor(1./error_theory)*1000+100;N(find(N5000)=5000;%開始仿真global p;for i=1:length(N); %首先產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制序列 source=randsrc(1,N(i),1,0;p,

27、1-p); %對產(chǎn)生的二進(jìn)制序列進(jìn)行QAM調(diào)制 source1,source2=Qam_modulation(source); %插值 sig_insert1=insert_value(source1,8); sig_insert2=insert_value(source2,8); source1,source2=rise_cos(sig_insert1,sig_insert2,0.25,2); %=將濾波后的信號(hào)加入高斯白噪聲 x1,x2=generate_noise(source1,source2,snr(i); %x1,x2=generate_noise(source1,source2,

28、snr(i); sig_noise1=x1; sig_noise2=x2; sig_noise1,sig_noise2=rise_cos(sig_noise1,sig_noise2,0.25,2); x1,x2=pick_sig(sig_noise1,sig_noise2,8); sig_noise1=x1; sig_noise2=x2; %解調(diào) signal=demodulate_sig(sig_noise1,sig_noise2); %計(jì)算誤bit率 error_bit(i)=length(find(signal-source)=0)/N(i);end;%畫出圖形semilogy(snr,

29、error_bit,-b);hold onsemilogy(snr,error_theory,-r)誤碼率曲線圖如圖 所示。從圖上可以看到當(dāng)信噪比小的情況下，仿真曲線和理論曲線差距略大，而隨著信噪比的增大，仿真曲線越來越逼進(jìn)理論曲線。簡單分析不難看出，由于理論誤碼率曲線是建立在誤符號(hào)率除以4的基礎(chǔ)上的，而這一條件的前提是出現(xiàn)誤符號(hào)的時(shí)候，一個(gè)符號(hào)中只有一個(gè)bit位發(fā)生了錯(cuò)誤，這表明誤碼率比較低，也就是說明信噪比比較大。所以，當(dāng)信噪比比較小的時(shí)候，理論計(jì)算的誤碼率的值要小于仿真得到的值。圖13 誤碼率曲線圖整體程序構(gòu)架前面給出的分別是每一個(gè)模塊對應(yīng)的函數(shù)，下面的程序表示如何將上邊的各個(gè)模塊連接起

30、來。clear;%=定義待仿真序列的維數(shù) Nglobal NN=320;%=定義產(chǎn)生1的概率為 pglobal pp=0.5;%=%首先產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制序列source=randsrc(1,N,1,0;p,1-p);%=%對產(chǎn)生的二進(jìn)制序列進(jìn)行QAM調(diào)制source1,source2=Qam_modulation(source);%=%畫出星座圖figure(1);plot_astrology(source1,source2);%=%兩路信號(hào)進(jìn)行插值sig_insert1=insert_value(source1,8);sig_insert2=insert_value(source2,8);%=

31、%畫出兩路信號(hào)的波形圖figure(2);plot_2way(sig_insert1,sig_insert2,length(sig_insert1),0.5);title(兩路信號(hào)的波形圖);%=%通過低通濾波器sig_rcos1,sig_rcos2=rise_cos(sig_insert1,sig_insert2,0.25,2);%=%畫出兩路信號(hào)的波形圖figure(3);plot_2way(sig_rcos1,sig_rcos2,length(sig_rcos1)/4,0.5);title(通過低通濾波器后兩路信號(hào)波形圖);%stem_2way(sig_insert1,sig_inser

32、t2,length(sig_insert1)/4,0.5);%=%=將基帶信號(hào)調(diào)制到高頻上t,sig_modulate=modulate_to_high(sig_rcos1,sig_rcos2,0.25,2.5);figure(4);plot(t(1:500),sig_modulate(1:500);%=%=將濾波后的信號(hào)加入高斯白噪聲snr=10;x1,x2=generate_noise(sig_rcos1,sig_rcos2,snr);sig_noise1=x1;sig_noise2=x2;end;figure(5)plot_2way(sig_noise1,sig_noise2,lengt

33、h(sig_noise1)/4,0.5);%=%=經(jīng)過匹配濾波器% x1,x2=match_flt(sig_noise1,sig_noise2,0.25,2);% sig_match1=x1;% sig_match2=x2;sig_match1,sig_match2=rise_cos(sig_noise1,sig_noise2,0.25,2);figure(6);plot_2way(sig_match1,sig_match2,length(sig_match1)/4,0.5);%=%采樣x1,x2=pick_sig(sig_match1,sig_match2,8);sig_pick1=x1;s

34、ig_pick2=x2;%畫出星座圖figure(7)plot_astrology(sig_pick1,sig_pick2);%解調(diào)signal=demodulate_sig(sig_pick1,sig_pick2);%畫出誤碼率曲線圖figure(8)plot_snr;討論信噪比修正前邊提到了在加入高斯白噪聲時(shí)，需要對信噪比（SNR）進(jìn)行修正。由于接收濾波器是線性的，根據(jù)隨即過程理論的知識(shí)，高斯隨機(jī)過程的線性變換仍然是高斯隨機(jī)過程，因此濾波器的輸出噪聲也是高斯的。下面來計(jì)算通過平方根升余弦濾波器后的高斯噪聲的方差： 其中是升余弦濾波器的頻域響應(yīng)。有升余弦濾波器的定義可以知道，所以。也就是通過平方根升余弦濾波器后的高斯白噪聲的平均功率保持不變。仿真曲線在