移动通信实验指导书 加程序与运行结果分析Word格式.docx

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7加上噪声，运行接收器

8确定时间延迟

9产生误差向量

10统计错误比特：

误差向量“err”中的每一个非零元素对应着一个错误的比特。

最后计算误比特率BER：

每运行一次误比特率仿真，就需要传输和接收固定数量的比特，然后确定接收到的比特中有多少错误的。

使用MATLAB计算BER:

ber=te/length（tx）。

三、实验要求

利用仿真程序在MATLAB环境下完成仿真，得到仿真结果，写出实验小结，完成实验报告。

%SimulationofBPSKAWGN

Max_SNR=10;

N_trials=1000;

N=200;

Eb=1;

ber_m=0;

fortrial=1:

1:

N_trials;

trial

msg=round（rand（1,N））;

%1,0sequence

s=1-msg.*2;

%0-->

1,1-->

1

n=randn（1,N）+j.*randn（1,N）;

%generateguasswhitenoise

ber_v=[];

forsnr_dB=1:

2:

Max_SNR

snr=10.^（snr_dB./10）;

%snr（db）-->

snr（decimal）

N0=Eb./snr;

sgma=sqrt（N0./2）;

y=sqrt（Eb）.*s+sgma.*n;

y1=sign（real（y））;

y2=（1-y1）./2;

%1,0sequence

error=sum（abs（msg-y2））;

%errorbits

ber_snr=error./N;

%ber

ber_v=[ber_v,ber_snr];

end%forsnr

ber_m=ber_m+ber_v;

end

ber=ber_m./N_trials;

ber_theory=[];

forsnr_db=1:

snr=10.^（snr_db./10）;

snr_1=qfunc（sqrt（2*snr））;

ber_theory=[ber_theory,snr_1];

i=1:

Max_SNR;

semilogy（i,ber,'

-r'

i,ber_theory,'

*b'

）;

xlabel（'

E_b/N_0（dB）'

）

ylabel（'

BER'

legend（'

MonteCarlo'

'

Theoretic'

程序分析：

做1000次试验，每次试验取200个抽样点，求出每次试验的误比特率，然后对1000次试验的误比特率取平均值，即得仿真误比特率ber，然后将此误比特率与理论值ber_theory进行比较。

程序运行结果如图3所示

%SimulationofQPSKAWGN

N_number=100;

N_snr=10;

Es=1;

BER_m=0;

SER_m=0;

fortrials=1:

trials

s10=round（rand（1,N_number））;

S=（s10*2-1）./sqrt

（2）;

S1=S（1:

N_number）;

S2=S（2:

Sc=S1+j.*S2;

%generateqpsksignal

noise=randn（1,N_number/2）+j.*randn（1,N_number/2）;

SER_v=[];

%Symbolerrorrate

BER_v=[];

%Biterrorrate

forsnr_db=0:

N_snr;

sgma=（1/2）*sqrt（10.^（-snr_db./10））;

Y=Sc+sgma.*noise;

Y_r=sign（real（Y））./sqrt

（2）;

Y_i=sign（imag（Y））./sqrt

（2）;

Y_bit=[];

fork=1:

length（Y_r）;

Y_bit=[Y_bit,[Y_r（k）,Y_i（k）]];

end;

Y_symbol=Y_r+j*Y_i;

X_b=S-Y_bit;

X_s=Sc-Y_symbol;

ber_snr=0;

N_number

ifX_b（k）~=0;

ber_snr=ber_snr+1;

ser_snr=0;

N_number/2;

ifX_s（k）~=0;

ser_snr=ser_snr+1;

BER_v=[BER_v,ber_snr./N_number];

SER_v=[SER_v,ser_snr./（N_number./2）];

%forSNR

BER_m=BER_m+BER_v;

SER_m=SER_m+SER_v;

end%fortrials

BER=BER_m./N_trials;

SER=SER_m./N_trials;

BER_T=[];

SER_T=[];

forsnr_db=0:

BER_THEORY=qfunc（sqrt（2.*snr））;

SER_THEORY=1-（1-（1/2）.*erfc（sqrt（snr）））.^2;

BER_T=[BER_T,BER_THEORY];

SER_T=[SER_T,SER_THEORY];

end;

figure

i=0:

semilogy（i,BER,'

i,BER_T,'

BER-simulation'

BER-theory'

Eb/NO（db）'

semilogy（i,SER,'

i,SER_T,'

SER-simulation'

SER-theory'

SER'

与bpskAWGN类似，做1000次试验，每次试验取100个点，然后每两个点形成一个qpsk符号，首先计算仿真误比特率和误码率，然后与理论值进行比较。

程序运行结果如图4和图5所示，其中图4是ber图，图5是ser图。

移动信道建模的仿真分析

一、实验目的和意义

1．无线通信信道的建模与仿真是实现移动通信系统仿真与分析的基础，宽带无线通与移动

通信信道属频率选择性瑞利衰落信道模型。

2．通过信道设计实验

1掌握频率选择性信道模型的仿真建模方法

2掌握模型中瑞利衰落系数的设计方法

3掌握多径数目、功率和时延参数的设计

4学会采用MATLAB语言对上述参数进行仿真。

二、实验方案和技术路线

1．选择路径数

2．按均匀分布产生各条路径的延迟

3．按功率时延谱确定对应的各径的功率

4．按Jake模型产生各径的瑞利衰落系数

5．对瑞利衰落系数进行统计分析并与理论值相比较

说明：

1．路径数目2-4自己确定，或采用某个国际标准

2．每条路径时间延迟满足（0，Tmax）范围内均匀分布，Tmax为自己选择的最大采样步长数200-600间比较合适，或采用国际标准

3．功率可以按时延迟谱求得，也可用国际标准测量值。

功率延迟谱：

①若采用等功率分配产生功率：

Pi=Pt/M；

②采用指数分布的功率延迟谱产生功率：

P=1/6*exp（-t/6）

三、实验要求

%SimulationofJakesModel

clearall;

f_max=30;

M=8;

N=4*M+2;

Ts=1.024e-04;

sq=2/sqrt（N）;

sigma=1/sqrt

（2）;

theta=0;

count=0;

t0=0.001;

fort=0:

Ts:

0.5

count=count+1;

g（count）=0;

forn=1:

M+1,

ifn<

=M

c_q（count,n）=2*sigma*sin（pi*n/M）;

%Gainassociatedwithquadraturecomponent

c_i（count,n）=2*sigma*cos（pi*n/M）;

%Gainassociatedwithinphasecomponent

f_i（count,n）=f_max*cos（2*pi*n/N）;

%Discretedopplerfrequenciesofinphasecomponent

f_q（count,n）=f_max*cos（2*pi*n/N）;

%Discretedopplerfrequenciesofquadraturecomponent

else

c_i（count,n）=sqrt

（2）*cos（pi/4）;

c_q（count,n）=sqrt

（2）*sin（pi/4）;

f_i（count,n）=f_max;

f_q（count,n）=f_max;

%endif

g_i（count,n）=c_i（count,n）*cos（2*pi*f_i（count,n）*（t-t0）+theta）;

%Inphasecomponentforoneoscillator

g_q（count,n）=c_q（count,n）*cos（2*pi*f_q（count,n）*（t-t0）+theta）;

%Quadraturecomponentforoneoscillator

%endn

tp（count）=sq*sum（g_i（count,1:

M+1））;

%TotalInphasecomponent

tp1（count）=sq*sum（g_q（count,1:

%Totalquadraturecomponent

%endcountnonagain

envelope=sqrt（tp.^2+tp1.^2）;

rmsenv=sqrt（sum（envelope.^2）/count）;

[auto_i,lag_i]=xcorr（tp,'

coeff'

%Auto-correlationassociatedwithinphasecomponent

[auto_q,lag_q]=xcorr（tp,'

%Auto-correlationassociatedwithquadraturecomponent

len=length（lag_i）;

[corrx2,lag2]=xcorr（tp,tp1,'

aa=-（len-1）/2:

（len-1）/2;

%totaldurationforlag

bb=（len-2001）./2;

%mid...pointsfordrawingfigures

cc=bb+1:

bb+2001;

%forgettingthemid-values

dd=-1000:

1000;

%-----------

tdd=dd*Ts;

z=2.*pi.*f_max*tdd;

sigma0=1;

T_bessel=sigma0.^2.*besselj（0,z）;

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

figure;

plot（tdd,auto_i（cc）,'

-'

tdd,T_bessel,'

*'

%in-phase

t（Second）'

Auto-correlation'

In-component'

plot（tdd,auto_q（cc）,'

%quadrature

Q-component'

co1=1:

semilogy（co1*Ts,envelope（1:

1000））;

RayleighCoef.'

%%------------

length_r=length（envelope）;

%-------------

pdf_env=zeros（1,501）;

temp=round（100.*envelope）;

fork=1:

length_r

iftemp（k）<

=500

pdf_env（1,temp（k）+1）=pdf_env（1,temp（k）+1）+1;

end

count

pdf_env=pdf_env./count./0.01;

sgma2=0.5;

x=[0:

0.01:

5];

pdf_theory=（x./sgma2）.*exp（-1.*x.^2./（2.*sgma2））;

plot（x,pdf_env,'

x,pdf_theory,'

Simulated'

r'

PDFofr'

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 

%in-phase 

） 

%quadrature 

figure 

Rayleigh 

Coef.'

%%__________________________________________ 

%____________________________ 

for 

k=1:

length_r 

if 

temp（k）<

=500 

count=count+1;

pdf_env（1,temp（k）+1）=pdf_env（1,temp（k）+1）+1;

end 

count 

%simulation 

rayleigh 

pdf 

%theory 

PDF 

of 

首先选定jake模型得到参数M=8、N=4*M+2，然后计算各路的同相与正交分量的增益和多普勒频率，以及它们的表达式，该程序假设各路的延时相等，均为t0=0.001，各路相位均为0。

然后分别求同相分量和正交分量的自相关和互相关，分别作图，并分别与理论值相比较。

接着作出瑞利衰落系数图形，最后作出仿真的和理论的瑞利分布的概率密度函数，并进行比较。

程序运行结果如图6-图9所示。

结果分析：

图6和图7的自相关和互相关函数图形仿真结果与理论结果大致相同，说明jake模型很好地分离出了接收信号同相分量和正交分量，图8是瑞利衰落系数的时域图形，图9中瑞利分布概率密度函数的仿真结果的大致变化趋势与理论值相同，只不过在概率密度较大的区域两者有较大差异，这是因为抽样点数太少，无法满足理论计算的要求，而且jake模型的M、N取值也会影响概率密度函数图形的仿真结果。

CDMA通信系统仿真

1.CDMA通信具有很多通信特点，不仅被IS-95移动通信系统使用，目前已成为3G的主要技术。

2.通过实验：

①掌握直接序列扩频发射机与接收机的组成与仿真；

②仿真验证AWGN信道下单用户直接序列扩频系统的BER性能；

③仿真验证平坦瑞利信道下单用户直接序列扩频系统的BER性能；

④观察存在干扰用户时的系统性能变化。

二、基本原理与方案

仿真基带直接序列扩频系统：

1.采用BPSK或QPSK映射

2.扩频序列可以是随机产生，可以是m序列，也可以是Gold码，长度自选

3.最后对BER或SER随信噪比变化画图与理论单用户的结果比较，并对仿真结果进行分析.

三、实验方案与技术路线

1.确定用户数目、信道特征以及调制方式

2.确定基带扩频仿真系统的原理结构图，按照框图设计一个CDMA系统，并进行仿真。

3.用MATLAB进行仿真，统计BER或SER随信噪比的关系，绘出曲线

4.对统计试验的结果与单用户的理论值进行比较

5.对仿真结果进行分析

四、实验要求

%main_IS95_forward.m

%此函数用于IS-95前向链路系统的仿真，包括扩

%频调制，匹配滤波，RAKE接收等相关通信模块。

%仿真环境:

加性高斯白噪声信道.

%数据速率=9600KBps

%

clearall

closeall

clc

disp（'

--------------start-------------------'

globalZiZqZsshowRGiGq

clearj;

show=0;

%控制程序运行中的显示

SD=0;

%选择软/硬判决接收

%-------------------主要的仿真参数设置------------------

BitRate=9600;

%比特率

ChipRate=1228800;

%码片速率

N=184;

%源数据数

MFType=1;

%匹配滤波器类型--升余弦

R=5;

%+++++++++++++++++++Viterbi生成多项式++++++++++++++++++

G_Vit=[111101011;

101110001];

%Viterbi生成多项式矩阵

K=size（G_Vit,2）;

%列数

L=size（G_Vit,1）;

%行数

%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

%++++++++++++++++++++++Walsh矩阵++++++++++++++++++++++++

WLen=64;

%walsh码的长度

Walsh=reshape（[1;

0]*ones（1,WLen/2）,WLen,1）;

%32个10行

%Walsh=zeros（WLen,1）;

%++++++++++++++++++扩频调制PN码的生成多项式++++++++++++++

%Gi=[1010001110100001]'

;

%Gq=[1001110001111001]