通信仿真課程設(shè)計(jì)

1、基于MATLAB的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信仿真摘 要在當(dāng)前飛速發(fā)展的信息時(shí)代，隨著數(shù)字通信技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及通信網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相互融合，信息技術(shù)已成為21世紀(jì)社會(huì)國(guó)際化的強(qiáng)大動(dòng)力。Matlab軟件包含眾多的功能各異的工具箱，涉及領(lǐng)域包括：數(shù)字信號(hào)處理、通信技術(shù)、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、數(shù)值統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。作為一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具軟件，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文利用Matlab對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)從信源到信宿過程的模擬并獲得信噪比與誤碼率的曲線圖，研究了相移鍵控調(diào)制下信噪比與誤碼率的關(guān)系并比較了不同進(jìn)制相移鍵控調(diào)制下誤碼率信噪曲線的異同，同時(shí)也研究了不

2、同中繼信道對(duì)誤碼率信噪比曲線的影響 關(guān)鍵字：MATLAB仿真；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；PSK；中繼信道；誤碼率1 引言1.1 課程設(shè)計(jì)的目的和意義鞏固所學(xué)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析和解決工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；通過課程設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)，了解并掌握通信系統(tǒng)、通信調(diào)制解調(diào)等技術(shù)的一般設(shè)計(jì)方法，訓(xùn)練并提高學(xué)生在理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和應(yīng)用計(jì)算機(jī)等方面的能力，更好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決問題的能力。并且掌握Matlab的簡(jiǎn)單操作方法。1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1） 設(shè)計(jì)一個(gè)四進(jìn)制相移鍵控調(diào)制系統(tǒng)，繪

3、出誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線。2） 繪制不同進(jìn)制相移鍵控下誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線，并分析是否與理論相符，得出結(jié)論。3） 設(shè)計(jì)一個(gè)加中繼且的四進(jìn)制相移鍵控系統(tǒng)，繪出其誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線。4） 繪出四進(jìn)制相移系統(tǒng)加不同跳數(shù)中繼情況下其誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線，并分析是否與理論相符，得出結(jié)論。2仿真環(huán)境簡(jiǎn)介 本次課程設(shè)計(jì)使用MATLAB，運(yùn)用蒙特卡羅方法（Monte Carlo method），對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。MATLAB是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。

4、其擁有600多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而前經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C+ 。在計(jì)算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會(huì)大大減少。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡(jiǎn)單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)

5、組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。蒙特卡羅方法（Monte Carlo method），也稱統(tǒng)計(jì)模擬方法，是二十世紀(jì)四十年代中期由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明，而被提出的一種以概率統(tǒng)計(jì)理論為指導(dǎo)的一類非常重要的數(shù)值計(jì)算方法。是指使用隨機(jī)數(shù)（或更常見的偽隨機(jī)數(shù)）來解決很多計(jì)算問題的方法。這里主要使用MATLAB提供的功能，包括：數(shù)值和符號(hào)計(jì)算，工程與科學(xué)繪圖等，實(shí)現(xiàn)蒙特卡羅過程，對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真。最后給出幾種不同通信系統(tǒng)的通信效果的可視化結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，比較。3系統(tǒng)理論分析3.1通信系統(tǒng)模型 圖2-1：通信系統(tǒng)模型如圖2-1所示為通信系統(tǒng)的模型,由一下幾個(gè)部分組成：信

6、息源（簡(jiǎn)稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，如麥克風(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號(hào)傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。信道是信息論中的一個(gè)主要概念。它是用來傳送信息的，所以理論上應(yīng)解決它能無錯(cuò)誤地傳送的最大信息率，也就是計(jì)算信道容量問題，并證明這樣的信息率是能達(dá)到或逼近的,最好還能知道如何實(shí)現(xiàn)，這就是信道編碼問題。在理論研究中，一條信道往往被分成信道編碼器、信道本身和信道譯碼器。人們可以變更編碼器、譯碼器以獲得最佳的通信效果，因此編碼器、譯碼器往往是指易于變動(dòng)和便于設(shè)計(jì)的部分，而信道就指那些比較固定的部分。

7、但這種劃分或多或少是隨意的，可按具體情況規(guī)定。例如調(diào)制解調(diào)器和糾錯(cuò)編譯碼設(shè)備一般被認(rèn)為是屬于信道編碼器、譯碼器的，但有時(shí)把含有調(diào)制解調(diào)器的信道稱為調(diào)制信道；含有糾錯(cuò)編碼器、譯碼器的信道稱為編碼信道。信息通過信道傳輸，由于物理介質(zhì)的干擾和無法避免噪聲，信道的輸入和輸出之間僅具有統(tǒng)計(jì)意義上的關(guān)系，在做出唯一判決的情況下將無法避免差錯(cuò)，其差錯(cuò)概率完全取決于信道特性。因此，一個(gè)完整、實(shí)用的通信系統(tǒng)通常包括信道編譯碼模塊。視頻信號(hào)在傳輸前都會(huì)經(jīng)過高度壓縮以降低碼率，傳輸錯(cuò)誤會(huì)對(duì)最后的圖像恢復(fù)產(chǎn)生極大的影響，因此信道編碼尤為重要。噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。接收設(shè)備：從受到減損的接收信號(hào)中

8、正確恢復(fù)出原始電信號(hào)。 受信者（信宿）：把原始電信號(hào)還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器等。3.2 相移鍵控原理數(shù)字相位調(diào)制(phase shift keying,PSK)又稱相移鍵控。二進(jìn)制相移鍵控記做2PSK是相移鍵控最簡(jiǎn)單的形式，還有多進(jìn)制相移鍵控MPSK是二進(jìn)制相移鍵控的推廣，本次仿真實(shí)驗(yàn)主要用到了二進(jìn)制相移鍵控（BPSK），四進(jìn)制相移鍵控（QPSK）及八進(jìn)制相移鍵控（8PSK）三種調(diào)制方式3.2.1二進(jìn)制相移鍵控原理二進(jìn)制相移鍵控是用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)去控制載波的相位，使已調(diào)等幅、恒定載波的載波相位與待發(fā)數(shù)字信號(hào)相對(duì)應(yīng)；只有兩種對(duì)應(yīng)狀態(tài)，例如載波相位以0相與相分別代表“1”（傳號(hào)）和“0”（空號(hào)）

9、。如果數(shù)字基帶信號(hào)g(t)的的幅度是1、寬度為的矩形脈沖，則2PSK信號(hào)可表示為： 取0時(shí)代表“1”，取時(shí)代表“0” 由于2PSK信號(hào)相當(dāng)于DSB信號(hào)，因而不能采用包絡(luò)解調(diào)，要采用相干解調(diào)；但必須在DSB解調(diào)后加一抽樣判決以便恢復(fù)原數(shù)字信號(hào)。其判決準(zhǔn)則為：抽養(yǎng)值大于0，判為1 ；抽養(yǎng)值小于0，判為0下圖為2PSK信號(hào)的波形圖及矢量圖 圖3-1：2PSK信號(hào)波形圖 圖3-2:2PSK信號(hào)矢量圖3.2.2 多進(jìn)制相移鍵控調(diào)制原理多進(jìn)制相移鍵控是二進(jìn)制的推廣。它用多個(gè)相位狀態(tài)的正弦震蕩分別表示不同的數(shù)字信息，通常相位用M=計(jì)算，有2,4,8,16相制等，M取不同的相位，分別于n為二進(jìn)制碼元的不同組合

10、相對(duì)應(yīng)。其信號(hào)的產(chǎn)生于BPSK類似只是維度不同在處理時(shí)略有差別，在此不再詳細(xì)介紹圖3-3和圖3-4分別為QPSK信號(hào)及8PSK信號(hào)的矢量圖 圖3-3:QPSK信號(hào)矢量圖 圖3-4:8PSK信號(hào)矢量圖4 仿真過程基于Matlab的實(shí)現(xiàn)4.1仿真條件及符號(hào)說明4.1.1仿真條件：(1) 整個(gè)通信的等效高斯白噪聲方差為1；（2）假設(shè)信道估計(jì)是理想的；(3) 經(jīng)過不同跳數(shù)中繼的QPSK信號(hào)總的增益相同4.1.2符號(hào)說明 (1) ray為瑞利衰落信道（2）n為高斯噪聲(3) r為信號(hào)經(jīng)過瑞利衰落信道后的接受信號(hào)（4）y為接收端對(duì)接收信號(hào)還原處理后的信號(hào)（5）snr為信噪比（6）xigma為噪聲方差（7）

11、ber為誤碼率（8）li為單位虛數(shù)i（9）s為調(diào)制信號(hào)的相位（10）G為經(jīng)過中繼轉(zhuǎn)發(fā)是信號(hào)的增益 4.2仿真過程的實(shí)現(xiàn)（1）調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生（以QPSK為例）產(chǎn)生兩個(gè)（0,1）的隨機(jī)數(shù)，根據(jù)兩個(gè)數(shù)的范圍，規(guī)定發(fā)送的兩位原碼的值及其相位ss1=rand(1,2); if (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=1; s1(1,2)=1; s=exp(1i*(pi/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)=1; s=exp(1i

12、*pi*(3/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(5/4); else s1(1,1)=1; s1(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(7/4); （2）信道的產(chǎn)生ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); （3）高斯噪聲的產(chǎn)生n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1);（4）接收信號(hào)r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n;（5）接收信號(hào)的還原y=r/ray;（6）

13、接受判決的實(shí)現(xiàn)根據(jù)接受信號(hào)最終落在矢量圖中的位置判斷發(fā)送的QPSK信號(hào)的值，程序如下：if (real(y)>0) y1=1; else y1=-1; end if (imag(y)>0) y2=1; else y2=-1; end if (y1=1)&&(y2=1) rs=1,1;sre=exp(1i*(pi/4); elseif (y1=-1)&&(y2=1) rs=0,1;sre=exp(1i*pi*(3/4); elseif (y1=-1)&&(y2=-1) rs=0,0; sre=exp(1i*pi*(5/4); else

14、rs=1,0; sre=exp(1i*pi*(7/4);（7）信號(hào)經(jīng)過中繼轉(zhuǎn)發(fā)過程的實(shí)現(xiàn) r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n; y1=r/ray; ray1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); n1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); r1=y1*ray1*G1+n1; 5仿真結(jié)果仿真結(jié)果如下圖所示：圖5-1為8PSK，QPSK,BPSK信號(hào)加高斯白噪聲經(jīng)過相同信道，其誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線圖5-2為QPSK信號(hào)分別經(jīng)過一跳中繼，兩跳中繼及三跳中繼后信噪比與誤碼率的關(guān)系曲線圖5-1：M進(jìn)制相位調(diào)制信噪比

15、誤碼率曲線圖圖5-2：對(duì)比加不同跳數(shù)中繼時(shí)信噪比與誤碼率的關(guān)系6仿真模型分析6.1模型結(jié)果分析圖5-1所示為M進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)誤碼率信噪比的關(guān)系曲線由圖可知：誤碼率隨著信噪比的增大而減小，即要想減小信號(hào)在傳輸過程中的失真度必須增加信號(hào)的發(fā)射功率以減小信號(hào)的誤碼率；對(duì)于BPSK、QPSK及8PSK相位調(diào)制，在相同信噪比的情況下BPSK的誤碼率最小QPSK次之，8PSK的誤碼率最大；同時(shí)，要想實(shí)現(xiàn)想同的誤碼率，8PSK調(diào)制時(shí)必須提供更大的信號(hào)功率，QPSK次之，BPSK所需的信號(hào)功率最小。然而對(duì)于MPSK系統(tǒng)，M的值越大，其功率譜的主瓣越大頻帶利用率越高，發(fā)送數(shù)據(jù)的速率越快。因此為提供較高的服務(wù)質(zhì)

16、量，在實(shí)際的運(yùn)用中需均衡考慮信號(hào)的誤碼率及發(fā)送速率，因而MPSK系統(tǒng)一般很少取較大的M值，一般取M 16，并且以M=4的QPSK使用最多，其次是8PSK，16PSK及BPSK都較少使用。圖5-2所示為在信號(hào)的總增益相同的情況下對(duì)比QPSK信號(hào)加不同跳數(shù)中繼時(shí)信噪比與誤碼率的關(guān)系的曲線圖。由圖可知在相同信噪比的情況下，信號(hào)所經(jīng)過的中繼跳數(shù)越多其誤碼率就越大，原因是所經(jīng)過的中繼跳數(shù)增加后所加入噪聲也怎加了，同時(shí)每經(jīng)過一個(gè)信道時(shí)也會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。6.2模型優(yōu)缺點(diǎn)分析及改進(jìn)方案6.2.1優(yōu)缺點(diǎn)分析本文對(duì)MPSK信號(hào)經(jīng)高斯信道傳輸?shù)慕邮苷`碼率進(jìn)行蒙特卡羅仿真，仿真過程取了1000000個(gè)點(diǎn)，得到

17、了較為準(zhǔn)確的信噪比誤碼率的關(guān)系曲線；同時(shí)本文還考慮了加入中繼時(shí)的情況，對(duì)比了加不同跳數(shù)中繼對(duì)信噪比誤碼率曲線的影響獲得了比較正確的結(jié)論；當(dāng)然本模型也有一些不足之處，例如通信系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單沒有加入編碼和解碼的過程，算法的設(shè)計(jì)也還不是特別簡(jiǎn)化，所獲得的信噪比與誤碼率的關(guān)系曲線也沒有和實(shí)際的曲線進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)的說服力還不夠強(qiáng)。6.2.2改進(jìn)發(fā)案 由于時(shí)間有限，我們現(xiàn)在所學(xué)的知識(shí)有限，整個(gè)仿真模型存在大量的不足之處，我在此提出以下改進(jìn)方案：（1） 本通信仿真模型還可以加入編碼解碼的過程（2） 加中繼時(shí)的模型還可以討論一下協(xié)作中繼時(shí)的情況（3） 本模型還可以用Simulink模塊來進(jìn)行仿真（4） 可以把仿

18、真所獲得的的曲線與實(shí)際情況下的信噪比誤碼率的曲線拿來對(duì)比7小結(jié)體會(huì)歷時(shí)兩個(gè)月的軟件課程設(shè)計(jì)讓我們受益良多，從開始不懂matlab做起課程設(shè)計(jì)來一頭霧水到后期可以和老師討論自己想法，這中間都離不開老師的悉心教誨。 這次軟件課程設(shè)計(jì)的開展，其目的在于讓我們了解通信過程是如何實(shí)現(xiàn)的，以及讓我們深入了解matlab是如何作為仿真軟件仿真通信過程并結(jié)合相關(guān)的實(shí)例讓我們?cè)谠辛私獾幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)完成老師布置的課題。 在進(jìn)行軟件課程設(shè)計(jì)的過程中我們遇到了一系列的問題，首先是對(duì)于matlab軟件的不熟悉，好在在大家的摸索和交流以及和老師的交流中慢慢熟悉。其次，由于在本專業(yè)的推薦課表中未導(dǎo)入通信原理等相關(guān)課程，使得

19、我們對(duì)于調(diào)制解調(diào)，信道，編碼，接受判別等方面并不了解，大家一起查閱相關(guān)書籍，積極交流，積極主動(dòng)的詢問老師，自己嘗試編碼，錯(cuò)誤共享，成果共享，在老師的幫助下將上述模糊的概念一一攻克，并在錯(cuò)誤中學(xué)會(huì)了進(jìn)步。 在老師未布置課程題目時(shí)，老師給了我們積極思考的空間，通過自己在個(gè)人電腦上的編碼實(shí)踐和結(jié)合借閱的有關(guān)書籍，老師傳給我們的實(shí)例和學(xué)習(xí)資料，自己摸索，在上課時(shí)間和老師溝通，進(jìn)行每人為時(shí)3分鐘的問題陳述，自己進(jìn)程的陳述，結(jié)合陳述，老師給予相應(yīng)的解答和指導(dǎo)。大家都表示在這個(gè)自主學(xué)習(xí)的過程中受益匪淺。 老師布置課程設(shè)計(jì)題目后，大家結(jié)合開始做的準(zhǔn)備工作一步一個(gè)腳印的慢慢完善我們的程序和功能，在學(xué)會(huì)如何對(duì)多進(jìn)

20、制調(diào)制進(jìn)行編碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行課程題目相關(guān)的仿真，并針對(duì)matlab仿真的結(jié)果進(jìn)行交流，在原本點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單信道通信的基礎(chǔ)上加了中繼信道，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于不同跳數(shù)的仿真，并進(jìn)行了對(duì)比。同時(shí)由于不同的調(diào)制方式對(duì)誤碼率也有一定的影響，我們?cè)诨诙噙M(jìn)制調(diào)制方式仿真上做了一個(gè)單信道的8PSK,QPSK,BPSK不同調(diào)制方式對(duì)接受端誤碼率的影響的仿真，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比得出了相同信噪比時(shí)BPSK的誤碼率最低，QPSK其次，8PSK的誤碼率最高的仿真結(jié)果。 在本次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中，我們認(rèn)識(shí)到了實(shí)訓(xùn)遠(yuǎn)比理論學(xué)習(xí)更有樂趣，仿真的意義就在于無需花費(fèi)過大的成本就可以在計(jì)算機(jī)上通過matlab等仿真軟件模擬通信的過程，對(duì)最終的結(jié)果

21、有一個(gè)大致的認(rèn)識(shí)和了解，并與理論結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，找出產(chǎn)生差異的原因，同時(shí)節(jié)省了移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的成本。 而對(duì)于這歷時(shí)兩個(gè)月的自我學(xué)習(xí)和共同學(xué)習(xí)，我們意識(shí)到學(xué)習(xí)有時(shí)候不是一個(gè)人的過程，它可以是一群人共同進(jìn)步的過程。在交流和溝通中共同學(xué)習(xí)，共同協(xié)作，共同完成課題。在老師的幫助、在理解的基礎(chǔ)上、在實(shí)踐和理論相結(jié)合的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)，無疑是進(jìn)步和積極的?？傊谶@次軟件課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)過程中無論是學(xué)習(xí)方法還是軟件仿真方法，我們都獲益匪淺，同時(shí)也感謝在課程設(shè)計(jì)過程中智慧老師不遺余力的教誨和給予我們的幫助。過程是艱辛的，但成果是美麗的。參考文獻(xiàn)1 王秉鈞,馮玉珉 通信原理 清華大學(xué)出版社2 樊昌信.通信原理.國(guó)防工業(yè)出版

22、社3 黃載祿，殷蔚華.通信原理.科學(xué)出版社4 李宗豪.基本通信原理.北京郵電大學(xué)出版社5 甘勤濤. MATLAB 2012數(shù)學(xué)計(jì)算與工程分析從入門到精通.機(jī)械工業(yè)出版社6 求是科技編著. MATLAB 7.0從入門到精通.人民郵電出版社 7 (美) William J. Palm III著;黃開枝譯.MAtlab基礎(chǔ)教程.清華大學(xué)出版社附錄部分程序代碼：1 8PSK信噪比誤碼率作圖代碼clear all;clf;snrindb=0:1:20;snr=10.(0.1*snrindb); xigma=1; count=zeros(1,length(snrindb);ber8PSK=zeros(1,

23、length(snrindb);for L=1:length(snrindb) for num=1:1000000 ss1=rand(1,3); if (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5)&&(ss1(1,3)>0.5) s1=1,1,1; s=exp(1i*(pi/8); elseif (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5)&&(ss1(1,3)<0.5) s1=1,1,0; s=exp(1i*pi*(3/8); elseif (ss1(1,1)&

24、lt;0.5)&&(ss1(1,2)>0.5)&&(ss1(1,3)<0.5) s1=0,1,0; s=exp(1i*pi*(5/8); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5)&&(ss1(1,3)>0.5) s1=0,1,1; s=exp(1i*pi*(7/8); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,3)>0.5) s1=0,0,1; s=exp(1i*pi*

25、(9/8); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,3)<0.5) s1=0,0,0; s=exp(1i*pi*(11/8); elseif (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,3)<0.5) s1=1,0,0; s=exp(1i*pi*(13/8); elseif (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,3)>0

26、.5) 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 (a>0&&b>0&&c>=0&&c<(pi/4) rs=1,1,1; elseif(a>0&&b>0&&am

27、p;c>=(pi/4)&&c<(pi/2) rs=1,1,0; elseif(a<0&&b>0&&c>=(-pi/2)&&c<(-pi/4) rs=0,1,0; elseif(a<0&&b>0&&c>=(-pi/4)&&c<0) rs=0,1,1; elseif(a<0&&b<0&&c>=0&&c<(pi/4) rs=0,0,1; elseif(a<

28、;0&&b<0&&c>=(pi/4)&&c<(pi/2) rs=0,0,0; elseif(a>0&&b<0&&c>=(-pi/2)&&c<(-pi/4) rs=1,0,0; elseif (a>0&&b<0&&c>=(-pi/4)&&c<0) rs=1,0,1; end if (rs(1,1)=s1(1,1)|rs(1,2)=s1(1,2)|rs(1,3)=s1(1,3) count(

29、L)=count(L)+1; end end ber8PSK(L)=count(L)/1000000; endsemilogy(snrindb,ber8PSK,'r>-');gtext('8PSK')hold on; 2 QPSK信噪比誤碼率作圖代碼snrindb=0:1:20;snr=10.(0.1*snrindb); xigma=1; count=zeros(1,length(snrindb);berQPSK=zeros(1,length(snrindb);for L=1:length(snrindb) for num=1:1000000 ss1=ra

30、nd(1,2); if (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=1; s1(1,2)=1; s=exp(1i*(pi/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)=1; s=exp(1i*pi*(3/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(5/4); else s1(1,1)=1; s1

31、(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(7/4); 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; if (real(y)>0) y1=1; else y1=-1; end if (imag(y)>0) y2=1; else y2=-1; end if (y1=1)&&(y2=1) rs=1,1;sre=exp(1i*(pi/4); elseif (y1=-1)&&a

32、mp;(y2=1) rs=0,1;sre=exp(1i*pi*(3/4); elseif (y1=-1)&&(y2=-1) rs=0,0; sre=exp(1i*pi*(5/4); else rs=1,0; sre=exp(1i*pi*(7/4); end if (rs(1,1)=s1(1,1)|rs(1,2)=s1(1,2) count(L)=count(L)+1; end end berQPSK(L)=count(L)/1000000; endsemilogy(snrindb,berQPSK,'r>-');gtext('QPSK')ho

33、ld on; 3 BPSK信噪比誤碼率作圖程序snrindb=0:1:20;snr=10.(0.1*snrindb); xigma=1; count=zeros(1,length(snrindb);ber=zeros(1,length(snrindb);for L=1:length(snrindb) for num=1:1000000 ss1=rand; if ss1>0.5 s1=1; s=exp(1i*0); elseif ss1<0.5 s1=0; s=exp(1i*pi); end ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); n=sqr

34、t(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n; y=r/ray; if (real(y)>0) rs=1; else rs=0; end if (rs=s1) count(L)=count(L)+1; end end ber(L)=count(L)/1000000; endsemilogy(snrindb,ber,'r>-');gtext('BPSK')hold on; 4 QPSK加三跳中繼作圖程序clear all;clf;snrindb=0:1:10;snr=10.(0.1

35、*snrindb); xigma=1; count=zeros(length(snrindb);ber=zeros(length(snrindb);G1=2; G2=3;G3=6; for L=1:length(snr) for num=1:100000 ss1=rand(1,2); if (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=1; s1(1,2)=1; s=exp(1i*(pi/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)

36、=1; s=exp(1i*pi*(3/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(5/4); else s1(1,1)=1; s1(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(7/4); 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; y1=r/ray; ray1=sqrt(1/2)*(ra

37、ndn(1,1)+1i*randn(1,1); n1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); r1=y1*ray1*G1+n1; y2=r1/ray1; ray2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); n2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); r2=y2*ray2*G2+n2; y3=r2/ray2; ray3=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); n3=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); r3=y3*ray3*G

38、3+n3; y=r3/ray3; if (real(y)>0) y1=1; else y1=-1; end if (imag(y)>0) y2=1; else y2=-1; end if (y1=1)&&(y2=1) rs=1,1;sre=exp(1i*(pi/4); elseif (y1=-1)&&(y2=1) rs=0,1;sre=exp(1i*pi*(3/4); elseif (y1=-1)&&(y2=-1) rs=0,0; sre=exp(1i*pi*(5/4); else rs=1,0; sre=exp(1i*pi*(7/4

39、); end if (rs(1,1)=s1(1,1)|rs(1,2)=s1(1,2) count(L)=count(L)+1; end end ber(L)=count(L)/100000; end semilogy(snrindb,ber);hold on; 5 QPSK信號(hào)加兩跳中繼作圖程序snrindb=0:1:10;snr=10.(0.1*snrindb); xigma=1; count=zeros(length(snrindb);ber=zeros(length(snrindb);G1=3; G2=12; for L=1:length(snr) for num=1:100000 ss

40、1=rand(1,2); if (ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=1; s1(1,2)=1; s=exp(1i*(pi/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)=1; s=exp(1i*pi*(3/4); elseif (ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5) s1(1,1)=0; s1(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(5/4); else s1(1,1)=1

41、; s1(1,2)=0; s=exp(1i*pi*(7/4); 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; y1=r/ray; ray1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); n1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); r1=y1*ray1*G1+n1; y2=r1/ray1; ray2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); n2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1); r2=y2*ray2*G2+n2; y=r2/ray2; if (real(y)>0) y1=1; else y1=-1; end if (imag(y)>0) y2=1; else y2=-1; end if (y1=1)&&(y2=1) rs=1,1;sre=exp(1i*(pi/4); elseif (y1=-1)&&(y2=1) rs=0,1;sre=exp(1i*pi*(3/4); elseif (y1=-1)&&(