通信系统仿真实验

通信系统仿真通信系统仿真实验报告学院计算机与通信工程学院专业班级

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2015年10月设计目的学习通信系统仿真基本知识，搭建包含：随机数生成、调制、编码、AWGN信道、解码、解调、差错统计等模块的通信系统仿真M文件或是Simulink仿真模型，最终得出评估通信系统性能的SNR/BER曲线、频谱利用率等曲线。设计原理如下图所示。信号流程可以表示为先由BernoulliBinaryGenerator（贝努利二进制序列产生器）产生一个0，1等概序列，经过ConvolutionalEncoder（卷积编码器）对输入的二进制序列进行卷积编码，并用BPSK调制方式调制信号。加入信道噪声（高斯白噪声）后再经过BPSK解调制后送入ViterbiDecoder（Viterbi译码器）进行硬判决译码。最后经过ErrorRateCalculation（误码统计）后由Display（显示）输出。然后通过Selector（数据选通器）将BER结果输出到Toworkspace（工作区间）。设计内容随机数生成器第一项probabilityofazero取值为0.5，表示0和1出现的概率相等。Initialseed表示随机种子数。不同的随机种子数将产生不同的二进制序列，特定的随机种子数可以产生一个特定的二进制序列。Sampletime=0.0001表示抽样时间，也就是说输出序列中每个二进制符号的持续时间是0.0001秒。Samplesperframe表示每帧的抽样数用来确定每帧的抽样点的数目。Frame-basedoutputs是用来确定帧的输出格式。卷积编码器Trellis

structure（

Trellis结构）中通过poly2trellis()函数把卷积码的约束长度，生成多项式以及反馈多项式转换成Trellis结构的形式。如上面是（2，1，3）卷积码的参数设置。（3，[6，7]）说明约束长度是3，生成多项式是（八进制）6和7，无反馈多项式。Operationmode工作模式设置为Truncated(reseteveryframe)，在截断（重置每帧）模式，该块独立的处理每个输入数据，在每个输入的开始，编码器状态重置为全零状态。卷积码译码器Trellisstructure:Trellis结构。Decisiontype是指判决类型，有3种：（1）Unquantized（非量化）（2）HardDecision（硬判决），（3）SoftDecision（软判决）Tracebackdepth表示反馈深度。它的值会影响译码精度和解码延迟。Operationmode是指操作模式。在Truncated模式下，没有输出延迟并在回溯深度参数必须小于或等于在每个输入码元数。BPSK调制器Phaseoffset(rad)（相位偏移），这里设置为0。BPSK解调器Phaseoffset(rad)（相位偏移），这里设置为0。误比特率统计Receivedelay表示接收延迟，意思是在通信接收端口需要对接收到的信号进行解调，解码或解交织而带来一定的延迟，使得到达误码统计模块接收端的信号滞后于发送端的信号，这里设置为0。Computationdelay表示计算延迟，在仿真过程中，有时间需要忽略最初的若干个输入数据就通过计算延迟来实现。这里设置为0。Computationmode表示计算模式，帧的计算模式(Entireframe)，误码统计模块对发送端和接收端的所有输入数据进行统计。outputdata是输出数据，这里设置为Port的意思是表示把统计数据从端口中输出。workspace表示把统计数据输出到工作区。数据选通器将误码率统计模块的3路输出的误码率输出到workspace。加性高斯白噪声信道这里信噪比设置为变量EbNo，将在在bertool中使用，范围为[-6,6]。Symbolperiod设置为0.0001与BernoulliBinaryGenerator中的sampletime保持一致