介绍

本示例演示了由随机二进制源、卷积编码器、BPSK调制器、加性高斯白噪声(AWGN)信道和维特比译码器组成的通信系统的仿真。该示例演示了如何运行仿真来获得误码率(BER)曲线，并将这些曲线与理论界限进行比较。

初始化

带有穿刺的卷积编码

创建速率1/2，约束长度7comm.conolulyalencoder.系统对象。该编码器采用1位符号作为输入，生成2位符号作为输出。如果您假定3位消息字作为输入，那么编码器将生成6位码字输出。

召集人= comm.ConvolutionalEncoder(poly2trellis(7， [171 133]));

指定一个穿刺图案，使用穿刺图案向量[1;1;0;1;1;0]，从先前的1/2码创建速率3/4码。穿刺图案向量中的1表示传输位置1、2、4、5的位，而0表示从传输信号中刺穿或去除位置3、6的位。穿孔的效果是，现在每3位输入，穿孔代码生成4位输出(与穿孔前产生的6位相反)。结果是速率为3/4的代码。在这里的示例中，穿刺图案向量的长度必须是6的整数倍，因为3位输入通过速率1/2卷积编码器转换为6位输出。

要在卷积编码器System对象中设置所需的穿刺模式，HCONVENC.,设置PuncturePatternSource财产财产和PuncturePattern财产[1; 1; 0; 1; 1; 0]．

convencododer.puncturepatternsource =“属性”；convEncoder。PuncturePattern = [1; 1, 0, 1, 1, 0];

调制器和通道

创建一个comm.BPSKModulator系统对象在信道上使用二进制相移键控调制来发送编码数据。

bpskMod = comm.BPSKModulator;

创建一个comm.awgnchannel.系统对象。设定NoiseMethod属性信噪比（EB / NO）使用每个位的能量指定噪声水平噪声功率谱密度比（EB / NO）。运行仿真时，通过更改eB / No比率的不同值测试编码系统EbNo通道对象的属性。BPSK调制器的输出产生单元电源信号;设定SignalPower财产到1瓦特。手头的系统以符号率;设定samplespersymbol.属性为1。

频道= comm.AWGNChannel ('noisemethod'那'信噪比（EB / NO）'那......“SignalPower”，1，'samplespersymbol'1);

维特比用Pupunctuch解码

配置A.comm.ViterbiDecoder系统对象，因此它会对为卷积编码器指定的打孔代码进行解码。此示例假定对Viterbi解码器的输入无关，因此设置了InputFormat财产Unquantized．

vitdecoder = comm.viterbidoder（poly2trellis（7，[[171 133]），......“InputFormat”那“Unquantized”)；

一般来说，卷积编码器和维特比解码器使用的穿刺模式向量必须相同。要指定穿刺模式，设置PuncturePatternSource维特比解码器的属性hVitDec,财产．设定PuncturePattern属性到您用于卷积编码器的相同刺穿模式矢量。

因为被刺穿的比特没有被传输，所以没有信息来表示它们的值。因此，解码过程会忽略它们。

vitDecoder。PuncturePatternSource =“属性”；vitDecoder。PuncturePattern = convEncoder.PuncturePattern;

对于速率1/2代码而没有打孔，通常将Viterbi解码器的回溯深度设置为接近40的值。解码刻划代码需要更高的值，以便为解码器提供足够的数据来解决含糊的含量穿刺介绍。此示例使用96的回溯深度。使用该值使用该值tracebackdepth.维特比解码器对象的属性，hVitDec．

vitDecoder。TracebackDepth = 96;

计算错误率

创建一个comm.ErrorRate计算器系统对象将解码位与原始发送位进行比较。误差率计算器对象的输出是包含计算的比特错误率（BER）的三元素向量，观察到的错误数以及处理的比特数。Viterbi解码器在等于回溯长度的输出解码比特流中创建延迟。要考虑此延迟设置收纳错误率计算器系统对象的属性为96。

errercalc = comm.errorrate（“ReceiveDelay”，vitdecoder.tracebackdepth）;

流处理循环

分析了不同噪声水平下穿孔编码系统的误码率性能。

未编码和编码Eb/No比率值

通常，您根据信道编码器输入处可用的每位能量与噪声功率谱密度比(Eb/No)的值来衡量系统性能。原因是这个量是由系统工程师直接控制的。分析了2 ~ 5db的Eb/No编码系统的性能。

EBNOENCODERINPUT = 2：0.5：5;DB中的％

进入AWGN信道的信号是编码信号。转换Eb/No值，使它们与编码器输出的能量比相对应。如果输入3位编码器，得到4位输出，则能量关系按3/4速率给出如下:

EBNOENCODEROUTPUT = EBNOENCODERINPUT + 10 * log10（3/4）;

仿真环路

为了获得BER性能结果，通过通信系统传输3000位的帧。对于每个EB / NO值，在达到特定数量的错误或传输时停止模拟。为了提高结果的准确性，增加目标误差的数量或最大传输次数。

frameLength = 3000;%该值必须是3的整数倍targetErrors = 300;maxNumTransmissions = 5 e6;

循环经过编码的Eb/No值(模拟将花费几秒钟完成)。

Bervec = Zeros（3，长度（eBnoencoderOutput））;%分配内存来存储结果为了n=1:length(EbNoEncoderOutput) reset(errorCalc) reset(召集人编码器)reset(vitDecoder) channel。EbNo = EbNoEncoderOutput (n);％设置频道EBNO值进行仿真而（Bervec（2，n）%生成由frameLength变量指定大小的二进制帧数据= randi([0 1]， frameLength, 1);对数据进行卷积编码encData = convEncoder(数据);%调制编码数据moddata = bpskmod（EncData）;％通过AWGN通道通过调制信号channelOutput =通道(modData);%通过通道复输出的实部作为未量化输入到维特比解码器。decdata = vitdecoder（真实的（channelOutput））;%计算和累积错误Bervec（：，n）= errercalc（数据，decdata）;结束结束

比较结果与理论曲线

我们比较了仿真结果，使用了一个近似的误码概率界，以[1]为单位。下面的命令使用中Eb/No值的求和的前七项来计算这个界的近似2：0.5：5．nerr的值可以在[2]的表2中找到。

dist = 11;Nerr = [42 201 1492 10469 62935 379644 2253373];codeRate = 3/4;绑定= nerr *(1/6) *误差补函数(√codeRate *(10.0。^ ((2:.02:5)/ 10))* dist))的;

情节结果。如果对模拟指定的目标错误或最大传输次数太小，则曲线拟合算法可能会失败。

berfit (EbNoEncoderInput BERVec (1:));％曲线拟合仿真结果抓住在；半机（（2：.02：5），绑定，‘g’)；％理论结果传奇(“经验系统”那“适合模拟误码率”那“误码率的理论界限”轴([1 6 10^-5 1])

在某些情况下，在较低的误码率下，模拟结果似乎表明误码率略高于界限。这是由模拟方差(如果观察到小于500位错误)或译码器中有限的回溯深度造成的。

总结

我们利用了几个系统对象来模拟具有卷积编码和打孔的通信系统。我们模拟系统获得BER性能与不同的EB / NO比率值。将BER结果与理论界进行比较。

选定的参考书目