北科大通信系统仿真实验报告.doc

PAGE PAGE 2 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? 姓 名? ? 学 号? 2015年11月 通信系统仿真 PAGE 2 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Bernoulli Binary Generator（贝努利二进制序列产生器）产生一个0，1等概序列，经过Convolutional Encoder（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Viterbi Decoder（Viterbi译码器）进行硬判决译码。最后经过Error Rate Calculation（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To workspace（工作区间）。 设计内容 随机数生成器 第一项probability of a zero取值为0.5，表示0和1出现的概率相等。Initial seed 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。Sample time=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。Samples per frame 表示每帧的抽样数用来确定每帧的抽样点的数目。Frame-based outputs 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。Operation mode工作模式设置为Truncated(reset every frame)， 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 Trellis structure: Trellis结构。Decision type是指判决类型，有3种：（1）Unquantized（非量化）（2）Hard Decision（硬判决），（3）Soft Decision（软判决） Traceback depth表示反馈深度。它的值会影响译码精度和解码延迟。Operation mode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 Phase offset(rad)（相位偏移），这里设置为0。 BPSK解调器 Phase offset(rad)（相位偏移），这里设置为0。 误比特率统计 Receive delay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。Computation delay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。Computation mode表示计算模式，帧的计算模式(Entire frame)，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。output data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]。Symbol period设置为0.0001与Bernoulli Binary Generator中的sample time保持一致。 Bertool 选择Monte carlo，设置Eb/No的范围为-6:0.25:6，选择自己的模型文件，更改BER变量名为自定义。点击run就能做出SNR/BER图。 实验结果