基于matlab的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信仿真(附部分程序代碼)

1、<p>　　基于MATLAB的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信仿真</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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)、

2、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。</p><p>　　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(guò)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)也研究了不同中繼信道對(duì)誤碼率—信噪比曲線的影響 </p><p

3、>　　關(guān)鍵字：MATLAB仿真；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；PSK；中繼信道；誤碼率</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　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(wèn)題的能力，培養(yǎng)初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；通過(guò)課程設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)，了解并掌握通信

4、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(wèn)題的能力。并且掌握Matlab的簡(jiǎn)單操作方法。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)四進(jìn)制相移鍵控調(diào)制系統(tǒng)，繪出誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線。</p&

5、gt;<p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p><b>　　2仿

6、真環(huán)境簡(jiǎn)介</b></p><p>　　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(kāi)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(yǔ)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。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

7、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(guò)了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。在通常情況下，可以用它來(lái)代替底層編程語(yǔ)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(wèn)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)

8、據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)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)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</p><p><b>　　3系統(tǒng)理論分析</b></p><p><b>　　3.1通信系統(tǒng)模型</b></p&

9、gt;<p>　　圖2-1：通信系統(tǒng)模型</p><p>　　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：</p><p>　　信息源（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。</p><p>　　發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。</p><p>　　信道：將來(lái)自發(fā)送設(shè)備的

10、信號(hào)傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無(wú)線信道兩大類。</p><p>　　信道是信息論中的一個(gè)主要概念。它是用來(lái)傳送信息的，所以理論上應(yīng)解決它能無(wú)錯(cuò)誤地傳送的最大信息率，也就是計(jì)算信道容量問(wèn)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(wèn)題。</p><p>　　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

11、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。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(guò)信道傳輸，由于物理介質(zhì)的干擾和無(wú)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(wú)法避免差錯(cuò)，其差

12、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(guò)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。</p><p>　　噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。</p><p>　　接收設(shè)備：從受到減損的接收信號(hào)中正確恢復(fù)出原始電信號(hào)。 </p><p>　　受信者（信宿）

13、：把原始電信號(hào)還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器等。</p><p>　　3.2 相移鍵控原理</p><p>　　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)

14、制方式</p><p>　　3.2.1二進(jìn)制相移鍵控原理</p><p>　　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)）。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：</p><p>　　取0時(shí)

15、代表“1”，取時(shí)代表“0”</p><p>　　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</p><p>　　下圖為2PSK信號(hào)的波形圖及矢量圖</p><p>　　圖3-1：2PSK信號(hào)波形圖

16、 圖3-2:2PSK信號(hào)矢量圖</p><p>　　3.2.2 多進(jìn)制相移鍵控調(diào)制原理</p><p>　　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</p

17、><p>　　圖3-3和圖3-4分別為QPSK信號(hào)及8PSK信號(hào)的矢量圖</p><p>　　圖3-3:QPSK信號(hào)矢量圖 圖3-4:8PSK信號(hào)矢量圖</p><p>　　4 仿真過(guò)程基于Matlab的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.1仿真條件及符號(hào)說(shuō)明</p><p>　　4.1.1仿真條件：<

18、;/p><p>　　(1) 整個(gè)通信的等效高斯白噪聲方差為1；</p><p>　?。?）假設(shè)信道估計(jì)是理想的；</p><p>　　(3) 經(jīng)過(guò)不同跳數(shù)中繼的QPSK信號(hào)總的增益相同</p><p>　　4.1.2符號(hào)說(shuō)明 </p><p>　　(1) ray為瑞利衰落信道</p><p><

19、;b>　?。?）n為高斯噪聲</b></p><p>　　(3) r為信號(hào)經(jīng)過(guò)瑞利衰落信道后的接受信號(hào)</p><p>　?。?）y為接收端對(duì)接收信號(hào)還原處理后的信號(hào)</p><p>　?。?）snr為信噪比</p><p>　?。?）xigma為噪聲方差</p><p>　?。?）ber為誤碼率&l

20、t;/p><p>　　（8）li為單位虛數(shù)i</p><p>　?。?）s為調(diào)制信號(hào)的相位</p><p>　　（10）G為經(jīng)過(guò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)是信號(hào)的增益</p><p>　　4.2仿真過(guò)程的實(shí)現(xiàn)</p><p>　?。?）調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生（以QPSK為例）</p><p>　　產(chǎn)生兩個(gè)（0,1）的隨機(jī)數(shù)，

21、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</p><p>　　ss1=rand(1,2);</p><p>　　if ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>

22、　　s=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(3/4));</p><p

23、>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(5/4)); </p><p><b>　　else </b></

24、p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(7/4));</p><p><b>　　（2）信道的產(chǎn)生</b></p><p>　　ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); &

25、lt;/p><p>　?。?）高斯噪聲的產(chǎn)生</p><p>　　n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1));</p><p><b>　?。?）接收信號(hào)</b></p><p>　　r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n;</p><p>　　（5）接收信

26、號(hào)的還原</p><p><b>　　y=r/ray;</b></p><p>　　（6）接受判決的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　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：</p><p>　　if (real(y)>0)</p><p><b>　　y1

27、=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　y1=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if (imag(y)>0)</p><p><b&g

28、t;　　y2=1;</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　y2=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if ((y1==1)&&(y2==1))</p>

29、;<p>　　rs=[1,1];sre=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==1))</p><p>　　rs=[0,1];sre=exp(1i*pi*(3/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==-1))</p>

30、<p>　　rs=[0,0]; sre=exp(1i*pi*(5/4));</p><p><b>　　else </b></p><p>　　rs=[1,0]; sre=exp(1i*pi*(7/4));</p><p>　?。?）信號(hào)經(jīng)過(guò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　r=s*(snr(L)*x

31、igma)*ray+n; </p><p>　　y1=r/ray; </p><p>　　ray1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　n1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r1=y1*ray1

32、*G1+n1; </p><p><b>　　5仿真結(jié)果</b></p><p>　　仿真結(jié)果如下圖所示：</p><p>　　圖5-1為8PSK，QPSK,BPSK信號(hào)加高斯白噪聲經(jīng)過(guò)相同信道，其誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線</p><p>　　圖5-2為QPSK信號(hào)分別經(jīng)過(guò)一跳中繼，兩跳中繼及三跳中繼后信噪比與誤碼

33、率的關(guān)系曲線</p><p>　　圖5-1：M進(jìn)制相位調(diào)制信噪比—誤碼率曲線圖</p><p>　　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</p><p><b>　　6仿真模型分析</b></p><p><b>　　6.1模型結(jié)果分析</b></p><p>

34、　　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</p><p>　　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(guò)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

35、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)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。</p><p>　　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)

36、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(guò)的中繼跳數(shù)越多其誤碼率就越大，原因是所經(jīng)過(guò)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(guò)一個(gè)信道時(shí)也會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。</p><p>　　6.2模型優(yōu)缺點(diǎn)分析及改進(jìn)方案</p><p>　　6.2.1優(yōu)缺點(diǎn)分析</p><p>　　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(guò)程取了1

37、000000個(gè)點(diǎn)，得到了較為準(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(méi)有加入編碼和解碼的過(guò)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(méi)有和實(shí)際的曲線進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)的說(shuō)服力還不夠強(qiáng)。</p><p><b>　　6.2.2改進(jìn)發(fā)案</b

38、></p><p>　　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：</p><p>　　本通信仿真模型還可以加入編碼解碼的過(guò)程</p><p>　　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</p><p>　　本模型還可以用Simulink模塊來(lái)進(jìn)行仿真</p>&l

39、t;p>　　可以把仿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(lái)對(duì)比</p><p><b>　　7小結(jié)體會(huì)</b></p><p>　　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(kāi)始不懂matlab做起課程設(shè)計(jì)來(lái)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(kāi)老師的悉心教誨。</p><p>　　這次軟件課程設(shè)計(jì)的開(kāi)展，其

40、目的在于讓我們了解通信過(guò)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(guò)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。</p><p>　　在進(jìn)行軟件課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們遇到了一系列的問(wèn)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，使得我們對(duì)于調(diào)制解調(diào)，信道，編碼，接受

41、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(wèn)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。</p><p>　　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(guò)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(wèn)題陳述，自己進(jìn)程的陳述，結(jié)合陳述，老師

42、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(guò)程中受益匪淺。</p><p>　　老師布置課程設(shè)計(jì)題目后，大家結(jié)合開(kāi)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)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?/p>

43、多進(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。</p><p>　　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(lè)趣，仿真的意義就在于無(wú)需花費(fèi)過(guò)大的成本就可以在計(jì)算機(jī)上通過(guò)matlab等仿真軟件模擬通信的過(guò)程，對(duì)最終的結(jié)果有一個(gè)大致的認(rèn)識(shí)和了解

44、，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。</p><p>　　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(guò)程，它可以是一群人共同進(jìn)步的過(guò)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(wú)疑是進(jìn)步和積極的。</p><p>　　總之，在這次軟件課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)過(guò)程中無(wú)

45、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(guò)程中智慧老師不遺余力的教誨和給予我們的幫助。過(guò)程是艱辛的，但成果是美麗的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王秉鈞,馮玉珉 通信原理 清華大學(xué)出版社</p><p>　　[2] 樊昌信.通信原理.國(guó)防工業(yè)出版社</p>&

46、lt;p>　　[3] 黃載祿，殷蔚華.通信原理.科學(xué)出版社</p><p>　　[4] 李宗豪.基本通信原理.北京郵電大學(xué)出版社</p><p>　　[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</p><p>　　[6] 求是科技編著. MATLAB 7.0從入門到精通.人民郵電出版社 </p><

47、;p>　　[7] (美) William J. Palm III著;黃開(kāi)枝譯.MAtlab基礎(chǔ)教程.清華大學(xué)出版社</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　部分程序代碼：</b></p><p>　　1 8PSK信噪比—誤碼率作圖代碼</p><p>　　clea

48、r all;</p><p><b>　　clf;</b></p><p>　　snrindb=0:1:20;</p><p>　　snr=10.^(0.1*snrindb); </p><p>　　xigma=1; </p><p>　　count=zeros(

49、1,length(snrindb));</p><p>　　ber8PSK=zeros(1,length(snrindb));</p><p>　　for L=1:length(snrindb)</p><p>　　for num=1:1000000</p><p>　　ss1=rand(1,3);</p><p>　

50、　if ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5)&&(ss1(1,3)>0.5))</p><p>　　s1=[1,1,1];</p><p>　　s=exp(1i*(pi/8));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)&g

51、t;0.5)&&(ss1(1,3)<0.5))</p><p>　　s1=[1,1,0];</p><p>　　s=exp(1i*pi*(3/8));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5)&&(ss1(1,3)<0.5))</p&

52、gt;<p>　　s1=[0,1,0];</p><p>　　s=exp(1i*pi*(5/8)); </p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5)&&(ss1(1,3)>0.5))</p><p>　　s1=[0,1,1];</p>&

53、lt;p>　　s=exp(1i*pi*(7/8));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,3)>0.5))</p><p>　　s1=[0,0,1];</p><p>　　s=exp(1i*pi*(9/8));</p>

54、<p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,3)<0.5))</p><p>　　s1=[0,0,0];</p><p>　　s=exp(1i*pi*(11/8));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)>0.5)&

55、;&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,3)<0.5))</p><p>　　s1=[1,0,0];</p><p>　　s=exp(1i*pi*(13/8));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)<0.5)&&(ss1(1,

56、3)>0.5))</p><p>　　s1=[1,0,1];</p><p>　　s=exp(1i*pi*(15/8));</p><p><b>　　end </b></p><p>　　ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p&g

57、t;　　n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n; </p><p><b>　　y=r/ray; </b></p><p>　　a=real(y);</p><p>　　b=imag(y);&l

58、t;/p><p>　　c=atan(b/a);</p><p>　　if (a>0&&b>0&&c>=0&&c<(pi/4))</p><p>　　rs=[1,1,1];</p><p>　　elseif(a>0&&b>0&&c&g

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

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

61、[0,0,1];</p><p>　　elseif(a<0&&b<0&&c>=(pi/4)&&c<(pi/2))</p><p>　　rs=[0,0,0];</p><p>　　elseif(a>0&&b<0&&c>=(-pi/2)&&a

62、mp;c<(-pi/4))</p><p>　　rs=[1,0,0];</p><p>　　elseif (a>0&&b<0&&c>=(-pi/4)&&c<0)</p><p>　　rs=[1,0,1];</p><p><b>　　end</b&g

63、t;</p><p>　　if (rs(1,1)~=s1(1,1)||rs(1,2)~=s1(1,2)||rs(1,3)~=s1(1,3))</p><p>　　count(L)=count(L)+1; </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　

64、end</b></p><p>　　ber8PSK(L)=count(L)/1000000; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　semilogy(snrindb,ber8PSK,'r>-');</p><p>　　gtext('8PSK&

65、#39;)</p><p><b>　　hold on;</b></p><p>　　2 QPSK信噪比—誤碼率作圖代碼</p><p>　　snrindb=0:1:20;</p><p>　　snr=10.^(0.1*snrindb); </p><p>　　xigma=1;

66、 </p><p>　　count=zeros(1,length(snrindb));</p><p>　　berQPSK=zeros(1,length(snrindb));</p><p>　　for L=1:length(snrindb)</p><p>　　for num=1:1000000</p><

67、p>　　ss1=rand(1,2);</p><p>　　if ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*(pi/4));</p><p>

68、　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(3/4));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&

69、;(ss1(1,2)<0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(5/4)); </p><p><b>　　else </b></p><p>　　s1(1,1)=1;</p>

70、<p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(7/4));</p><p><b>　　end </b></p><p>　　ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　n=sqrt(1/2)*(randn(1

71、,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n; </p><p><b>　　y=r/ray; </b></p><p>　　if (real(y)>0)</p><p><b>　　y1=1;</b>

72、;</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　y1=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if (imag(y)>0)</p><p><b>　　y2=1;<

73、;/b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　y2=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if ((y1==1)&&(y2==1))</p><p>

74、　　rs=[1,1];sre=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==1))</p><p>　　rs=[0,1];sre=exp(1i*pi*(3/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==-1))</p><p>　

75、　rs=[0,0]; sre=exp(1i*pi*(5/4));</p><p><b>　　else </b></p><p>　　rs=[1,0]; sre=exp(1i*pi*(7/4)); </p><p><b>　　end</b></p><p>　　if ((rs(1,1

76、)~=s1(1,1))||rs(1,2)~=s1(1,2))</p><p>　　count(L)=count(L)+1; </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　berQPSK(L)=count(L)/10

77、00000; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　semilogy(snrindb,berQPSK,'r>-');</p><p>　　gtext('QPSK')</p><p><b>　　hold on;</b><

78、;/p><p>　　3 BPSK信噪比—誤碼率作圖程序</p><p>　　snrindb=0:1:20;</p><p>　　snr=10.^(0.1*snrindb); </p><p>　　xigma=1; </p><p>　　count=zeros(1,length(snrind

79、b));</p><p>　　ber=zeros(1,length(snrindb));</p><p>　　for L=1:length(snrindb)</p><p>　　for num=1:1000000</p><p><b>　　ss1=rand;</b></p><p>　　if s

80、s1>0.5</p><p><b>　　s1=1;</b></p><p>　　s=exp(1i*0); </p><p>　　elseif ss1<0.5</p><p><b>　　s1=0;</b></p><p>　　s=exp(1i*pi);<

81、/p><p><b>　　end </b></p><p>　　ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r=s*(snr(L)*xigma)*

82、ray+n; </p><p><b>　　y=r/ray; </b></p><p>　　if (real(y)>0)</p><p><b>　　rs=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p>&

83、lt;b>　　rs=0;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if (rs~=s1)</p><p>　　count(L)=count(L)+1; </p><p><b>　　end</b></p><

84、;p><b>　　end</b></p><p>　　ber(L)=count(L)/1000000; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　semilogy(snrindb,ber,'r>-');</p><p>　　gtext(&

85、#39;BPSK')</p><p><b>　　hold on;</b></p><p>　　4 QPSK加三跳中繼作圖程序</p><p>　　clear all;</p><p><b>　　clf;</b></p><p>　　snrindb=0:1:10;

86、</p><p>　　snr=10.^(0.1*snrindb); </p><p>　　xigma=1; </p><p>　　count=zeros(length(snrindb));</p><p>　　ber=zeros(length(snrindb));</p><p>　　G1=

87、2; </p><p><b>　　G2=3;</b></p><p><b>　　G3=6;</b></p><p>　　for L=1:length(snr)</p><p>　　for num=1:100000 </p><p>　　s

88、s1=rand(1,2);</p><p>　　if ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif

89、 ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(3/4));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,

90、2)<0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(5/4)); </p><p><b>　　else </b></p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>

91、;　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(7/4));</p><p><b>　　end </b></p><p>　　ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*

92、randn(1,1)); </p><p>　　r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n; </p><p>　　y1=r/ray; </p><p>　　ray1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　n1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+

93、1i*randn(1,1)); </p><p>　　r1=y1*ray1*G1+n1; </p><p>　　y2=r1/ray1; </p><p>　　ray2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1));</p><p>　　n2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*ra

94、ndn(1,1)); </p><p>　　r2=y2*ray2*G2+n2;</p><p>　　y3=r2/ray2;</p><p>　　ray3=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1));</p><p>　　n3=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); <

95、/p><p>　　r3=y3*ray3*G3+n3;</p><p>　　y=r3/ray3;</p><p>　　if (real(y)>0)</p><p><b>　　y1=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p&

96、gt;<b>　　y1=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if (imag(y)>0)</p><p><b>　　y2=1;</b></p><p><b>　　else </b></p>

97、<p><b>　　y2=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if ((y1==1)&&(y2==1))</p><p>　　rs=[1,1];sre=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((y1=

98、=-1)&&(y2==1))</p><p>　　rs=[0,1];sre=exp(1i*pi*(3/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==-1))</p><p>　　rs=[0,0]; sre=exp(1i*pi*(5/4));</p><p><b>　　e

99、lse </b></p><p>　　rs=[1,0]; sre=exp(1i*pi*(7/4)); </p><p><b>　　end</b></p><p>　　if ((rs(1,1)~=s1(1,1))||rs(1,2)~=s1(1,2))</p><p>　　count(L)=count(

100、L)+1; </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　ber(L)=count(L)/100000; </p><p><b>　　end</b></p><p&

101、gt;　　semilogy(snrindb,ber);</p><p><b>　　hold on;</b></p><p>　　5 QPSK信號(hào)加兩跳中繼作圖程序</p><p>　　snrindb=0:1:10;</p><p>　　snr=10.^(0.1*snrindb); </p><p

102、>　　xigma=1; </p><p>　　count=zeros(length(snrindb));</p><p>　　ber=zeros(length(snrindb));</p><p>　　G1=3; </p><p><b>　　G2=12;<

103、/b></p><p>　　for L=1:length(snr)</p><p>　　for num=1:100000 </p><p>　　ss1=rand(1,2);</p><p>　　if ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　

104、　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1

105、,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(3/4));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1

106、i*pi*(5/4)); </p><p><b>　　else </b></p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(7/4));</p><p><b>　　end </b></

107、p><p>　　ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n; </p><p>　　y1=r/ray;

108、 </p><p>　　ray1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　n1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r1=y1*ray1*G1+n1; </p><p>　　y2=r1/ray1;

109、 </p><p>　　ray2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1));</p><p>　　n2=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r2=y2*ray2*G2+n2;</p><p>　　y=r2/ray2;</p>&

110、lt;p>　　if (real(y)>0)</p><p><b>　　y1=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　y1=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p&

111、gt;<p>　　if (imag(y)>0)</p><p><b>　　y2=1;</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　y2=-1;</b></p><p><b>　　end</b>

112、</p><p>　　if ((y1==1)&&(y2==1))</p><p>　　rs=[1,1];sre=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==1))</p><p>　　rs=[0,1];sre=exp(1i*pi*(3/4));</p&

113、gt;<p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==-1))</p><p>　　rs=[0,0]; sre=exp(1i*pi*(5/4));</p><p><b>　　else </b></p><p>　　rs=[1,0]; sre=exp(1i*pi*(7/4)); </p>

114、;<p><b>　　end</b></p><p>　　if ((rs(1,1)~=s1(1,1))||rs(1,2)~=s1(1,2))</p><p>　　count(L)=count(L)+1; %ͳ¼Æ´íÎóbitÊý<

115、;/p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　ber(L)=count(L)/100000; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　semilogy(snri

116、ndb,ber);</p><p><b>　　hold on;</b></p><p>　　6 QPSK信號(hào)加一跳中繼作圖程序</p><p>　　snrindb=0:1:10;</p><p>　　snr=10.^(0.1*snrindb); </p><p>　　xigma=1;

117、 </p><p>　　count=zeros(length(snrindb));</p><p>　　ber=zeros(length(snrindb));</p><p>　　G=36; </p><p>　　for L=1:length(snr)</p><

118、p>　　for num=1:100000 </p><p>　　ss1=rand(1,2);</p><p>　　if ((ss1(1,1)>0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>

119、;　　s=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)>0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=1;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(3/4));</p><

120、p>　　elseif ((ss1(1,1)<0.5)&&(ss1(1,2)<0.5))</p><p>　　s1(1,1)=0;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(5/4)); </p><p><b>　　else </b><

121、/p><p>　　s1(1,1)=1;</p><p>　　s1(1,2)=0;</p><p>　　s=exp(1i*pi*(7/4));</p><p><b>　　end </b></p><p>　　ray=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); &

122、lt;/p><p>　　n=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r=s*(snr(L)*xigma)*ray+n; </p><p>　　y1=r/ray; </p><p>　　ray1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*ran

123、dn(1,1)); </p><p>　　n1=sqrt(1/2)*(randn(1,1)+1i*randn(1,1)); </p><p>　　r1=y1*ray1*G+n1; </p><p>　　y=r1/ray1; </p><p>　　if (real(y)>0)</p>

124、<p><b>　　y1=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　y1=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if (imag(y)>0)</p

125、><p><b>　　y2=1;</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　y2=-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　if ((y1==1)&

126、&(y2==1))</p><p>　　rs=[1,1];sre=exp(1i*(pi/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&(y2==1))</p><p>　　rs=[0,1];sre=exp(1i*pi*(3/4));</p><p>　　elseif ((y1==-1)&&a

127、mp;(y2==-1))</p><p>　　rs=[0,0]; sre=exp(1i*pi*(5/4));</p><p><b>　　else </b></p><p>　　rs=[1,0]; sre=exp(1i*pi*(7/4)); </p><p><b>　　end</b><

128、;/p><p>　　if ((rs(1,1)~=s1(1,1))||rs(1,2)~=s1(1,2))</p><p>　　count(L)=count(L)+1; </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p>&