对于理论BER,无论采用实际理论值:
theoretical_BER = 1 / ( 2 * sqrt(pi*gamma) * exp(gamma) );
还是近似理理论值:
theoretical_BER = erfc( sqrt(gamma) ) / 2;
都可能出现如下情况——
AF或DF的理论值可能过小无法在画图中显示(主要是DF)(此时BER数值如下)
theo_ber_SD=
Columns 1 through 10
0.1038 0.0514 0.0270 0.0146 0.0081 0.0046 0.0026 0.0015 0.0009 0.0005
Columns 11 through 20
0.0003 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 21 through 27
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
theo_ber_AF=
1.0e-003 *【这个是怎么出现的?是因为为了使方便真实数值的显示而自动处理的吗?】
Columns 1 through 10
0.1593 0.0660 0.0247 0.0083 0.0024 0.0006 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 11 through 20
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 21 through 27
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
theo_ber_DF=
1.0e-004 *
Columns 1 through 10
0.3086 0.1087 0.0340 0.0093 0.0022 0.0004 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 11 through 20
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 21 through 27
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
或
AF或DF的理论值极其接近(此时BER数值如下)
theo_ber_SD=
Columns 1 through 10
0.1038 0.0514 0.0270 0.0146 0.0081 0.0046 0.0026 0.0015 0.0009 0.0005
Columns 11 through 20
0.0003 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 21 through 27
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
theo_ber_AF=
Columns 1 through 10
0.0016 0.0009 0.0004 0.0002 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 11 through 20
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 21 through 27
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
theo_ber_DF=
Columns 1 through 10
0.0015 0.0008 0.0004 0.0002 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 11 through 20
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Columns 21 through 27
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
基于MATLAB的放大转发、解码转发实验
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更新于2023-04-16
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在无线通信领域,中继技术是提升网络性能和覆盖范围的有效手段。中继节点可以将信号从源节点转发到目的节点,从而克服由于路径损耗、阴影衰落等引起的通信问题。MATLAB作为一款强大的数学计算和建模仿真软件,被广泛应用于无线通信系统的分析与设计。本实验主要探讨了两种中继策略:放大转发(Amplify-and-Forward, AF)和解码转发(Decode-and-Forward, DF),这两种方法都是协作通信的重要组成部分。
**一、放大转发(AF)**
放大转发策略是中继节点简单地将接收到的信号放大后再发送出去。这种方法的优点在于实现简单,不需要对信号进行解码和重新编码。然而,AF中继会同时转发噪声,可能导致信噪比恶化。在MATLAB中,可以通过建立射频链模型来模拟这一过程,包括接收机的低噪声放大器(LNA)、混频器、滤波器等组件,以及考虑无线信道的影响如多径衰落和衰落信道模型。
**二、解码转发(DF)**
解码转发策略则要求中继节点首先解码接收到的信号,然后重新编码并发送。这种方式可以消除原始信号中的错误,但需要中继具备与源节点相同的编码能力,且增加了处理复杂度。在MATLAB中,实现DF中继需要涉及信源编码、信道编码、译码等多个步骤,可以利用各种编码算法如Turbo码、LDPC码等,并结合AWGN信道或Rayleigh/Rician衰落信道模型进行仿真。
**三、MATLAB仿真**
在"协作通信AF、DF的MATLAB仿真"中,可能包含以下内容:
1. **系统模型建立**:设置源节点、中继节点和目标节点的参数,包括发射功率、接收机灵敏度、信道带宽等。
2. **信道模型**:根据实验需求选择合适的信道模型,如平坦衰落或频率选择性衰落。
3. **信号传输与接收**:模拟信号经过无线信道的传输过程,包括衰落、噪声引入等。
4. **中继策略**:实现AF和DF两种中继策略,编写对应的MATLAB函数。
5. **性能指标计算**:计算误码率(BER)、符号误码率(SER)或其他性能指标,对比不同中继策略的效果。
6. **结果可视化**:绘制曲线图展示性能指标随信噪比、距离等变化的趋势。
通过这些仿真实验,我们可以深入理解AF和DF策略在不同条件下的性能表现,为优化通信系统设计提供依据。此外,MATLAB的可视化工具可以帮助我们直观地理解理论概念,进一步加深对无线中继通信的理解。
在实际应用中,选择AF还是DF策略通常取决于应用场景的具体需求,如系统复杂性、资源限制、对误码率的容忍程度等因素。通过MATLAB仿真,我们可以对这些因素进行权衡,为实际系统设计提供有力支持。
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