基于matlab的点对点通信仿真

基于matlab的点对点通信仿真内容摘要：

信噪比 ( d B )误码率对比加不同跳数中继是信噪比与误码率的关系加三跳中继加一跳中继加两跳中继 图 52：对比加不同跳数中继时信噪比与误码率的关系 6 仿真模型分析 模型结果分析 图 51所示 为 M进制相位调制信号误码率 — 信噪比的关系曲线 由图可知： 误码率随着信噪比的增大而减小，即要想减小信号在传输过程中的失真度必须增加信号的发射功率以减小信号的误码率；对于 BPSK、 QPSK 及 8PSK 相位调制，在相 同信噪比的情况下 BPSK 的误码率 最小 QPSK 次之， 8PSK 的误码率最大 ；同时 ， 要想实现想同的误码率， 8PSK 调制时必须提 供 更大的信号功率， QPSK 次之，BPSK 所需的信号功率最小。 然而对于 MPSK 系统， M 的值越大，其功率谱的主瓣越大频带利用率越高，发送数据的速率越快。 因此为提供较高的服务质量，在实际的运用中需均衡考虑信号的误码率及发送速率， 因而 MPSK 系统一般很少取较大的 M值，一般取 M 163。 16，并且以 M=4 的 QPSK 使用最多，其次是 8PSK， 16PSK 及 BPSK 都较少使用。 图 52 所示为 在 信号的总增益相同的 情况下 对比 QPSK 信号加不同跳数中继时信噪比与误码率的关系的曲线图。 由图可知 在相同信噪比的情况下，信号所经过的中继跳数越多其误码率就越大，原因是所经过的中继跳数增加后所加入噪声也怎加了，同时每经过一个信道时也会增加数据传输的误码率。 模型优缺点分析及改进方案 优缺点分析 本文 对 MPSK信号经高斯信道传输的接受误码率进行蒙特卡罗仿真，仿真过程取了 1000000个点，得到了较为准确的信噪比 — 误码率的关系曲线；同时本文还考虑了加入中继时的情况 ，对比了加不同跳数中继对信噪比 — 误码率曲线的影响获得了比较正确的结论 ；当然本模型也有一些不足之处，例如通信系统比较简单没有加入编码和解码的过程，算法的设计也还不是特别简化，所获得的信噪比与误码率的关系曲线也没有和实际的曲线进行对比，数据的说服力还不够强。 改进发案 由于时间有限 ，我们现在所学的知识有限，整个仿真模型存在大量的不足之处，我在此提出以下改进方案： （ 1） 本通信仿真模型还可以加入编码解码的过程 （ 2） 加中继时的模型还可以讨论一下协作中继时的情况 （ 3） 本模型还可以用 Simulink模块来进行仿真 （ 4） 可以 把仿真所获得的的曲线与实际情况下的信噪比 — 误码率的曲线拿来对比 7 小结体会 历时两个月的软件课程设计让我们受益良多，从开始不懂 matlab 做起课程设计来一头雾水到后期可以和老师讨论自己想法，这中间都离不开老师的悉心教诲。 这次软件课程设计的开展，其目的在于让我们了解通信过程是如何实现的，以及让我们深入了解 matlab 是如何作为仿真软件仿真通信过程并结合相关的实例让我们在原有了解的基础上设计完成老师布置的课题。 在进行软件课程设计的过程中我们遇到了一系列的问题，首先是对于 matlab软件的不熟悉，好 在在大家的摸索和交流以及和老师的交流中慢慢熟悉。 其次，由于在本专业的推荐课表中未导入通信原理等相关课程，使得我们对于调制解调，信道，编码，接受判别等方面并不了解，大家一起查阅相关书籍，积极交流，积极主动的询问老师，自己尝试编码，错误共享，成果共享，在老师的帮助下将上述模糊的概念一一攻克，并在错误中学会了进步。 在老师未布置课程题目时，老师给了我们积极思考的空间，通过自己在个人电脑上的编码实践和结合借阅的有关书籍，老师传给我们的实例和学习资料，自己摸索，在上课时间和老师沟通，进行每人为时 3 分钟的问题陈述，自 己进程的陈述，结合陈述，老师给予相应的解答和指导。 大家都表示在这个自主学习的过程中受益匪浅。 老师布置课程设计题目后，大家结合开始做的准备工作一步一个脚印的慢慢完善我们的程序和功能，在学会如何对多进制调制进行编码的基础上进行课程题目相关的仿真，并针对 matlab 仿真的结果进行交流，在原本点对点的单信道通信的基础上加了中继信道，实现了对于不同跳数的仿真，并进行了对比。 同时由于不同的调制方式对误码率也有一定的影响，我们在基于多进制调制方式仿真上做了一个单信道的 8PSK,QPSK,BPSK 不同调制方式对接受端误 码率的影响的仿真，并对结果进行了对比得出了相同信噪比时 BPSK 的误码率最低， QPSK 其次， 8PSK 的误码率最高的仿真结果。 在本次课程设计实训中，我们认识到了实训远比理论学习更有乐趣，仿真的意义就在于无需花费过大的成本就可以在计算机上通过 matlab 等仿真软件模拟通信的过程，对最终的结果有一个大致的认识和了解，并与理论结果进行比对，找出产生差异的原因，同时节省了移动运营商的成本。 而对于这历时两个月的自我学习和共同学习，我们意识到学习有时候不是一个人的过程，它可以是一群人共同进步的过程。 在交流和沟通中共 同学习，共同协作，共同完成课题。 在老师的帮助、在理解的基础上、在实践和理论相结合的基础上学习，无疑是进步和积极的。 总之，在这次软件课程设计的学习过程中无论是学习方法还是软件仿真方法，我们都获益匪浅，同时也感谢在课程设计过程中智慧老师不遗余力的教诲和给予我们的帮助。 过程是艰辛的，但成果是美丽的。 参考文献 [1] 王秉钧 ,冯玉珉 通信原理 清华大学出版社 [2] 樊昌信 .通信 原理 .国防工业出版社 [3] 黄载禄 ， 殷蔚华 .通信原理 .科学出版社 [4] 李宗豪 .基本通信原理 .北京邮电大学出版社 [5] 甘勤 涛 . MATLAB 2020 数学计算与工程分析从入门到精通 .机械工业出版社 [6] 求是科技编著 . MATLAB .人民邮电出版社 [7] (美 ) William J. Palm III 著。 黄开枝译 .MAtlab基础教程 .清华大学出版社 附录 部分程序代码： 1 8PSK 信噪比 — 误码率作图代码 clear all。 clf。 snrindb=0:1:20。 snr=10.^(*snrindb)。 xigma=1。 count=zeros(1,length(snrindb))。 ber8PSK=zeros(1,length(snrindb))。 for L=1:length(snrindb) for num=1:1000000 ss1=rand(1,3)。 if ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[1,1,1]。 s=exp(1i*(pi/8))。 elseif ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[1,1,0]。 s=exp(1i*pi*(3/8))。 elseif ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[0,1,0]。 s=exp(1i*pi*(5/8))。 elseif ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[0,1,1]。 s=exp(1i*pi*(7/8))。 elseif ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[0,0,1]。 s=exp(1i*pi*(9/8))。 elseif ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[0,0,0]。 s=exp(1i*pi*(11/8))。 elseif ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[1,0,0]。 s=exp(1i*pi*(13/8))。 elseif ((ss1(1,1))amp。 amp。 (ss1(1,2))amp。 amp。 (ss1(1,3))) s1=[1,0,1]。 s=exp(1i*pi*(15/8))。 end ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1))。 n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1))。 r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n。 y=r/ray。 a=real(y)。 b=imag(y)。 c=atan(b/a)。 if (a0amp。 amp。 b0amp。 amp。 c=0amp。 amp。 c(pi/4)) rs=[1,1,1]。 elseif(a0amp。 amp。 b0amp。 amp。 c=(pi/4)amp。 amp。 c(pi/2)) rs=[1,1,0]。 elseif(a0amp。 amp。 b0amp。 amp。 c=(pi/2)amp。 amp。 c(pi/4)) rs=[0,1,0]。 elseif(a0amp。 amp。 b0amp。 amp。 c=(pi/4)amp。 amp。 c0) rs=[0,1,1]。 elseif(a0amp。 amp。 b0amp。 amp。 c=0amp。 amp。 c(pi/4)) rs=[0,0,1]。 elseif(a0amp。