基于Matlab实现移动通信课程作业【100011970】

# 作业要求 单径瑞利信道；最大多普勒频移 100Hz。<br> 信源比特速率 R_b:100Kbps。<br> 卷积编码：码率 1/2；八进制生成多项式(561，753)。<br> 交织：行列交织，深度 100<br> 仿真点数 1,000,000,000。<br> 译码方式硬判决译码与软判决译码(3bits)。<br> Q1:AWGN 信道下硬判决与软判决误码率曲线仿真。<br>Q2：单径瑞利信道下(最大多普勒频移 100Hz)有无交织，不同译码条件下的误码率曲线仿真。<br>Q3：不同深度下(自拟)的误码率曲线仿真<br> # 实现 ## 前言 在无编码无交织条件下，AWGN 信道与瑞利信道理论误码率为：<br> <br> ## Q1 卷积码可以用 MATLAB 函数 poly2trellis 与 convenc 实现。硬判决与软判决维特比译码可以用 poly2trellis 函数实现。<br> 交织用 matlab 自带的 matintrlv 函数实现。<br> 利用 Eb/NO 计算噪声功率 N0 公式(实信号):N0 = 0.5*(F_s/R_b)*10.^(-Eb/N0/10)。<br> 噪声序列生成：noise= sqrt(N0).*randn(1,4*simulation_point)。<br> <br> 如上是 AWGN 信道下误码率曲线仿真结果。由此可以得出：<br> ① 当_/_0=6dB 时，硬判决译码下，系统的误码率就达到了 10^(5) 之下，与_/_0=10dB 时无编码理论误码率在同一量级。这说明信道编码可以提升系统误码性能。<br> ② 软判决译码下的误码率曲线在硬判决下的误码率曲线的下方。这说明在软判决译码下，系统的误码性能更好。<br> ## Q2 ### Rayleigh 信道仿真思路 ① 经过单径瑞利信道后，信号的包络服从瑞利分布。因此可以通过将基带信息序列乘一个服从瑞利分布的随机变量来对通过单径瑞利信道后的信号进行仿真。<br> ② 因为单径瑞利信道的最大多普勒频移为_=100。因此信道的相关时间约为〖1/〗_。在这段时间内编码器的输出比特数为=2_/_=2000。因此每个点就会经历相同的衰落。<br> ```Matlab EbN0 = 10;%取0~10dB N0 = 0.5*(F_s/(2*R_b))*10.^(-EbN0/10);%算出样本点噪声功率 noise = sqrt(N0).*randn(1,4*simulation_point);%算出样本点噪声功率 fd = 100; %最大多普勒频移 h=ones(1,2*simulation_point); num=2*R_b/fd;%相干时间内编码器输出bit数 division2=2*simulation_point/(2*R_b/fd); for i=1:division2 temp_h = sqrt(1/2)*(randn(1,1)+j*randn(1,1));%复高斯分布 h((i-1)*num+1:i*num)=abs(temp_h);%包络服从瑞利分布 end for i = 1:2*simulation_point h_data((i-1)*2+1:i*2) = h(i);%还需上采样，因为信息序列上采样后的点与上采样之前的点经历的是相同衰落（同一段时间多采了几个点） end handle_data = sample_data.*h_data+noise;%瑞利信道的输出 ``` ### Rayleigh 信道仿真结果如下 <br> **结论**<br> ① 无交织的硬判决译码和无交织的软判决译码的误码率曲线几乎重合，且与 Rayleigh 信道下无编码的误码率曲线几乎一致。这说明对于 Rayleigh 信道下成串出错的情况，信道编码技术无法有效检测校正，此时需要联合使用信道编码和交织技术。<br> ② 有交织误码率曲线与无交织误码率曲线几乎重合。这是由于 100 小于最小交织器深度。<br> **将深度改为 10,000 有如下结果**<br> <br> 可以观察到到一下两个现象<br> ① 可以明显的观察到有交织曲线（实线）位于无交织曲线（点划线）的下方，即按深度 10000 交织后系统的误码性能提升了。<br> ② 有交织的硬判决译码与软判决译码的误码率曲线也分离开来。这再一次说明了 Rayleigh 信道下需要联合使用交织与信道编码技术。<br> ## Q3 深度分别为 10^2,10^3,10^4 时，硬判决译码下误码率曲线如下：<br> <br> **结论**<br> ① 因为最小交织器深度为 2000。故与理论误码率曲线相比，深度 100 与深度 1000 的系统误码率没有得到明显改善。误码率仍在同一量级。但是相较于深度为 100 的情况，深度为 1000 时系统误码性能略有改善。<br> ② 深度为 10000 时，与理论误码率曲线相比，系统的误码率曲线在_/_0 为 10dB 时降到了 10^(2)之下。系统的误码性能得到了明显的改善。<br> [回到顶部](#readme)