MATLAB环境下多幅度电平信号仿真程序说明

1、MATLAB环境下多幅度电平信号仿真程序说明一、多幅度信号仿真系统模型二、系统中涉及的公式1、平均比特SNR定义为:SNR a NoavN0 log2 M：s2(t)dtM2 2log2M即可得:电平时平均比特SNR 为:SNR四电平时平均比特SNR 为:八电平时平均比特SNR 为:SNR225 d24221d2SNR1 d26 22、M电平PAM系统最正确检测器的过失概率为:其中：Q(x)2(M 1)Q6(log2M)Mavb2(M21)No三、仿真结果图附源程序代码：main_plot.m%主程序源代码，调用其他5个函数得出仿真结果图clear;clc;echo off;close all

2、;%二电平单极性SNR_in_dB1=0:1:17;SNR_in_dB2=0:0.1:16;for i=1:le ngth(SNR_in_dB1) smld_err_prb21(i)=smldPe21(SNR_in_dB1(i);% 实测过失概率en d;for i=1:le ngth(SNR_in_dB2)SNR=exp(SNR_in_dB2(i)*log(10)/10);% 信噪比换算成真值theo_err_prb21(i)=1/2*erfc(sqrt(SNR/4);% 理论过失概率计算en d;semilogy(SNR_in_dB1,smld_err_prb21,'o')

3、;% 实测过失概率结果图hold on;semilogy(SNR_in_dB2,theo_err_prb21);% 理论过失概率结果图hold on;% 二电平双极性 SNR_in_dB3=0:1:11;SNR_in_dB4=0:0.1:10;for i=1:length(SNR_in_dB3) smld_err_prb22(i)=smldPe22(SNR_in_dB3(i);%实测过失概率end;for i=1:length(SNR_in_dB4) SNR=exp(SNR_in_dB4(i)*log(10)/10);% 信噪比换算成真值theo_err_prb22(i)=1/2*erfc(s

4、qrt(SNR); %理论过失概率计算 end;semilogy(SNR_in_dB3,smld_err_prb22,'black.'); % 实测过失概率结果图 hold on;semilogy(SNR_in_dB4,theo_err_prb22,'black'); %理论过失概率结果图 hold on;% 四电平双极性 SNR_in_dB5=0:1:16;SNR_in_dB6=0:0.1:14;for i=1:length(SNR_in_dB5) smld_err_prb42(i)=smldPe42(SNR_in_dB5(i);%实测过失概率end;for

5、i=1:length(SNR_in_dB6) SNR_per_bit=exp(SNR_in_dB6(i)*log(10)/10); theo_err_prb42(i)=3/4*erfc(sqrt(2/5*SNR_per_bit);%理论过失概率计算end;semilogy(SNR_in_dB5,smld_err_prb42,'red+');hold on; semilogy(SNR_in_dB6,theo_err_prb42,'red');hold on;% 八电平双极性 SNR_in_dB7=0:1:19;SNR_in_dB8=0:0.1:19;for i=1

6、:length(SNR_in_dB7) smld_err_prb82(i)=smldPe82(SNR_in_dB7(i); %实测过失概率 end;for i=1:length(SNR_in_dB8) SNR_per_bit=exp(SNR_in_dB8(i)*log(10)/10); theo_err_prb82(i)=7/8*erfc(sqrt(9/63*SNR_per_bit);%理论过失概率计算end;semilogy(SNR_in_dB7,smld_err_prb82,'green*');hold on;semilogy(SNR_in_dB8,theo_err_prb

7、82,'green');hold on;xlabel('SNR in dB');ylabel('Pe');title(' 多幅度电平信号仿真结果与理论值比拟 ');lege nd('二电平单极性实测值','二电平单极性理论值','二电平双极性实测值','二电平双极性理论值 '四电平实测值 ','四电平理论值 ','八电平实测值 ','八电平理论值 ');gngauss.m%产生高斯白噪声function gsrv

8、1,gsrv2=gngauss(m,sgma)if nargin = 0,%如果没有输入实参，那么均方为0，标准差为 1m=0; sgma=1;elseif nargin = 1,%如果输入实参为 1 个参数，那么标准差为输入实参，均值为 0sgma=m; m=0;end;u=rand; z=sgma*(sqrt(2*log(1/(1-u);u=rand; gsrv1=m+z*cos(2*pi*u);gsrv2=m+z*sin(2*pi*u);smldPe21.m% 通过的信噪比求出二电平单极性映射下的实测过失概率 function p=smldPe21(snr_in_dB)E=1;SNR=e

9、xp(snr_in_dB*log(10)/10); sgma=E/sqrt(2*SNR);N=10000;% 生成二进制数据for i=1:N,temp=rand;if (temp<0.5),dsource(i)=0;else%信噪比单位换算% sigma, 噪声的标准差% 生成在 0-1 之间的独立随机数% 1/2 的概率输出为 0dsource(i)=1;endend;% 判决及过失概率的计算numoferr=0;for i=1:N, % 映射到电平 if (dsource(i)=0),% 1/2 的概率输出为 1r=gngauss(sgma);% 输出为 0% 输出为 1判决为 0

10、判决为 1% 如果误判计数器加 1% 过失概率估计elser=E+gngauss(sgma);end;% 判决if (r<E/2),decis=0;elsedecis=1;end;if (decis=dsource(i), numoferr=numoferr+1;end;end; p=numoferr/N;smldPe22.m% 通过的信噪比求出二电平双极性映射下的实测过失概率function p=smldPe22(snr_in_dB)E=1;SNR=exp(snr_in_dB*log(10)/10);sgma=E/sqrt(2*SNR); % sigma, 噪声的标准差 N=10000

11、;% 1/2 的概率输出为 -1% 1/2 的概率输出为 1for i=1:N, temp=rand; if (temp<0.5), dsource(i)=-1; else dsource(i)=1; end end;% 判决及过失概率的计算numoferr=0;for i=1:N,if (dsource(i)=-1), r=-E+gngauss(sgma);elser=E+gngauss(sgma);end;if (r<0),decis=-1;elsedecis=1;end;if (decis=dsource(i), numoferr=numoferr+1;end;end;p=n

12、umoferr/N; % 过失概率估计smldPe42.m% 通过的信噪比求出四电平双极性映射下的实测过失概率 function p=smldPe42(snr_in_dB)d=1;SNR=exp(snr_in_dB*log(10)/10);sgma=sqrt(5*dA2)/(4*SNR);N=10000;for i=1:N, temp=rand;if (temp<0.25),dsource(i)=-3;%1/4 的概率输出为00elseif (temp<0.5),dsource(i)=-1;%1/4 的概率输出为01elseif (temp<0.75),dsource(i)=

13、1;%1/4 的概率输出为10elsedsource(i)=3;%1/4 的概率输出为11endend;numoferr=0;for i=1:N,if (dsource(i)=-3),r=-3+gngauss(sgma);%信源输出为00elseif(dsource(i)=-1),r=-1+gngauss(sgma);%信源输出为01elseif(dsource(i)=1),r=1+gngauss(sgma);%信源输出为10elseif(dsource(i)=3),r=3+gngauss(sgma);%信源输出为11end;% 判决if (r<-2*d),decis=-3;elseif

14、 (r<-0), decis=-1;elseif (r<2*d), decis=1;else decis=3;end;if (decis=dsource(i),% 误码检测numoferr=numoferr+1;end;end;p=numoferr/N; % 过失概率估计计算smldPe82.m% 通过的信噪比求出八电平双极性映射下的实测过失概率 function p=smldPe82(snr_in_dB)d=1;SNR=exp(snr_in_dB*log(10)/10);sgma=sqrt(21*dA2)/(6*SNR);N=10000;for i=1:N,temp=rand;i

15、f (temp<0.125),dsource(i)=-7;elseif (temp<0.25),dsource(i)=-5;elseif (temp<0.375),dsource(i)=-3;elseif (temp<0.5),dsource(i)=-1;elseif (temp<0.625),dsource(i)=1;elseif (temp<0.75),dsource(i)=3;elseif (temp<0.875),dsource(i)=5;elsedsource(i)=7;%1/8 的概率输出为 000%1/8 的概率输出为 001%1/8 的

16、概率输出为 010%1/8 的概率输出为 011%1/8 的概率输出为 100%1/8 的概率输出为 101%1/8 的概率输出为 110%1/8 的概率输出为 111endend;numoferr=0;for i=1:N,if (dsource(i)=-7),r=-7+gngauss(sgma);elseif(dsource(i)=-5), r=-5+gngauss(sgma);elseif(dsource(i)=-3),r=-3+gngauss(sgma);elseif(dsource(i)=-1),r=-1+gngauss(sgma); elseif(dsource(i)=1),r=1+gngauss(sgma); elseif(dsource(i)=3),r=3+gngauss(sgma); elseif(dsource(i)=5),r=5+gngauss(sgma);elseif(dsource(i)=7),r=7+gngauss(sgma); end;% 判决if (r<-6*d),decis=-7