通信系统仿真实验三至实验十代码和报告

clear all Nsp=52; %系统子载波数（不包括直流载波） Nfft=64; % FFT 长度 Ncp=16; % 循环前缀长度 Ns=Nfft+Ncp; % 1个完整OFDM符号长度 noc=53; % 包含直流载波的总的子载波数 Nd=6; % 每帧包含的OFDM符号数(不包括训练符号) M1=4; % QPSK调制 M2=16; % 16-QAM调制 sr=250000; % OFDM符号速率 EbNo=0:2:30; % 归一化信噪比 Nfrm=10000; % 每种信噪比下的仿真帧数 ts=1/sr/Ns; % OFDM符号抽样时间间隔 t=0:ts:(Ns*(Nd+1)*Nfrm-1)*ts; % 抽样时刻 fd=100; % 最大多普勒频移 h=rayleigh(fd,t); % 生成单径Rayleigh衰落信道 %训练符号频域数据,采用802.11a中的长训练符号数据 Preamble=[1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1 1 ... 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 1 1 1]; Preamble1=zeros(1,Nfft); Preamble1(2:27)=Preamble(27:end); % 训练符号重排后的数据 Preamble1(39:end)=Preamble(1:26); preamble1=ifft(Preamble1); % 训练符号时域数据 preamble1=[preamble1(Nfft-Ncp+1:end) preamble1]; % 加入循环前缀 for ii=1:length(EbNo) %**************************发射机部分 ***************************** msg1=randsrc(Nsp,Nd*Nfrm,[0:M1-1]); % QPSK信息数据 msg2=randsrc(Nsp,Nd*Nfrm,[0:M2-1]); % 16-QAM信息数据 data1=pskmod(msg1,M1,pi/4); % QPSK调制 data2=qammod(msg2,M2)/sqrt(10); % 16-QAM调制并归一化 data3=zeros(Nfft,Nd*Nfrm); % 根据FFT要求，对数据重排 data4=zeros(Nfft,Nd*Nfrm); data3(2:27,:)=data1(27:end,:); data3(39:end,:)=data1(1:26,:); data4(2:27,:)=data2(27:end,:); data4(39:end,:)=data2(1:26,:); clear data1 data2; % 清除不需要的临时变量 data3=ifft(data3); % IFFT变换 data4=ifft(data4); data3=[data3(Nfft-Ncp+1:end,:);data3]; % 加入循环前缀 data4=[data4(Nfft-Ncp+1:end,:);data4]; spow1=norm(data3,'fro').^2/(Nsp*Nd*Nfrm); % 计算数据符号能量 spow2=norm(data4,'fro').^2/(Nsp*Nd*Nfrm); data5=zeros(Ns,(Nd+1)*Nfrm); % 加入训练符号 data6=data5; for indx=1:Nfrm data5(:,(indx-1)*(Nd+1)+1)=preamble1.'; data5(:,(indx-1)*(Nd+1)+2:indx*(Nd+1))=data3(:,(indx-1)*Nd+1:indx*Nd); data6(:,(indx-1)*(Nd+1)+1)=preamble1.'; data6(:,(indx-1)*(Nd+1)+2:indx*(Nd+1))=data4(:,(indx-1)*Nd+1:indx*Nd); end clear data3 data4 data5=reshape(data5,1,Ns*(Nd+1)*Nfrm); % 并串变换 data6=reshape(data6,1,Ns*(Nd+1)*Nfrm); sigma1=sqrt(1/2*spow1/log2(M1)*10.^(-EbNo(ii)/10)); % 根据EbNo计算噪声标准差 sigma2=sqrt(1/2*spow2/log2(M2)*10.^(-EbNo(ii)/10)); for indx=1:Nfrm dd1=data5((indx-1)*Ns*(Nd+1)+1:indx*Ns*(Nd+1)); % 当前帧的发射数据 dd2=data6((indx-1)*Ns*(Nd+1)+1:indx*Ns*(Nd+1)); hh=h((indx-1)*Ns*(Nd+1)+1:indx*Ns*(Nd+1)); % 当前帧对应的信道参数 % 信号通过单径Rayleigh衰落信道，并加入高斯白噪声 r1=hh.*dd1+sigma1*(randn(1,length(dd1))+j*randn(1,length(dd1))); r2=hh.*dd2+sigma2*(randn(1,length(dd2))+j*randn(1,length(dd2))); r1=reshape(r1,Ns,Nd+1); % 串并变换 r2=reshape(r2,Ns,Nd+1); r1=r1(Ncp+1:end,:); % 移除循环前缀 r2=r2(Ncp+1:end,:); %%%%%%%%%%%%%%% 理想信道估计 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% hh=reshape(hh,Ns,Nd+1); % 信道参数数据重排 hh=hh(Ncp+1:end,:); x1=r1(:,2:end)./hh(:,2:end); % 理想信估计结果 x2=r2(:,2:end)./hh(:,2:end); x1=fft(x1); % fft运算 x2=fft(x2); x1=[x1(39:end,:);x1(2:27,:)]; % 数据重排 x2=[x2(39:end,:);x2(2:27,:)]; x1=pskdemod(x1,M1,pi/4); % 数据解调 x2=qamdemod(x2*sqrt(10),M2); [neb1(indx),temp]=biterr(x1,msg1(:,(indx-1)*Nd+1:indx*Nd),log2(M1)); % 统计一帧中的错误比特数 [neb2(indx),temp]=biterr(x2,msg2(:,(indx-1)*Nd+1:indx*Nd),log2(M2)); %%%%%%%%%%%%%% 根据训练符号进行的信道估计 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% R1=fft(r1); % fft运算 R2=fft(r2); R1=[R1(39:end,:);R1(2:27,:)]; % 数据重排 R2=[R2(39:end,:);R2(2:27,:)]; HH1=(Preamble.')./R1(:,1); % 信道估计 HH2=(Preamble.')./R2(:,1); HH1=HH1*ones(1,Nd); % 根据信道估计结果进行信道补偿 HH2=HH2*ones(1,Nd); x3=R1(:,2:end).*HH1; x4=R2(:,2:end).*HH2; x3=pskdemod(x3,M1,pi/4); % 数据解调 x4=qamdemod(x4.*sqrt(10),M2); [neb3(indx),temp]=biterr(x3,msg1(:,(indx-1)*Nd+1:indx*Nd),log2(M1)); % 统计一帧中的错误比特数 [neb4(indx),temp]=biterr(x4,msg2(:,(indx-1)*Nd+1:indx*Nd),log2(M2)); end ber1(ii)=sum(neb1)/(Nsp*log2(M1)*Nd*Nfrm); % 理想信道估计的误比特率 ber2(ii)=sum(neb2)/(Nsp*log2(M2)*Nd*Nfrm); ber3(ii)=sum(neb3)/(Nsp*log2(M1)*Nd*Nfrm); % 根据训练符号信道估计的误比特率 ber4(ii)=sum(neb4)/(Nsp*log2(M2)*Nd*Nfrm); end r1=hh.*dd1+sigma1(randn(1,length(dd1))+j*randn(1,length(dd1))); r2=hh.*dd2+sigma2(randn(1,length(dd2))+j*randn(1,length(dd2))); semilogy(EbNo,ber1,'-ro',EbNo,ber3,'-rv',EbNo,ber2,'-r*',EbNo,ber4,'-rd') grid on title('OFDM系统误比特率性能') legend('QPSK理想信道估计','QPSK训练符号信道估计','16-QAM理想信道估计','16-QAM训练符号信道估计') xlabel('信噪比(EbNo)') ylabel('误比特率')