通信系统仿真及设计
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即原先1比特的能量分成3份给3比特, 通过编码的处理, 也能实现性能的提升。这就是编码增益。编码增益源自于在编码处理 时, 不仅仅简单的将1比特编码成3比特, 同时由于编码时的异或处理, 将1比特的信息分散到了相邻的一长串序列中, 在译码 处理时, 再从这些相关的序列中收集该比特的信息, 从而实现信噪比的提升。这就是带宽换信噪比的意思。
课题3
三 性能仿真
经过RS编码后, 系统 的误码率较编码前明显下 降, 说明了RS编码的纠错 功能；
图1 （15, 11）RS编码后BER曲线保持比特能量一定
15
通过比较这两类情况可以发现, 在总能量不变的情况下会出现低于一定门限值时, 未经编码的误比特率比编码的误比特率要
课题3 好, 原因是比特信噪比下降造成。比如将一个原始信息位比特编成3个比特（加入2位冗余）, 如果保持总的信号能量相等,
2
课题1
— 设计思想 题目要求使用Matlab仿真高斯白噪声信道 下 QPSK的信噪比与误码率的关系。采用 Matlab代码可以模拟二进制比特流产生、 信号集生成、调制、 AWGN信道、相干解 调、滚降滤波等一系列过程, 通 过蒙特卡 洛仿真的方法得出误码率, 同时生成理论曲 线进行对比。
3
课题1
通信建模与仿真课程设计报告
课题1
■ 仿真高斯白噪声信道下QPSK的Eb/N0与误比特率之间的关系，要求: ■ 利用两种工具进行仿真: Matlab、Simulink ■ 成型滤波器采用根升余弦滚降滤波器，滚降系数为0.5，过采样因子
为4， ■ 要求仿真至1e-5误比特率 ■ 与理论值对比，绘出对比曲线
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课题3
二 实现流程
有RS编码
无RS编码
12Leabharlann 题3二 实现流程13
课题3
二 实现流程 通过在不同的信噪比下进行蒙特卡洛仿真， 可以分别画出经过RS编码/不经过RS编码的 误比特率（BER）曲线，从而进行性能分析 。 实验要经过AWGN信道，其中一个重要的参 数是信噪比Eb/N0。 设码长为n，信息位长为k，输入信噪比为 Eb_N0，二进制比特流符号周期为Tb，分两 种情况讨论: （1）编码\未编码的情况下比特信噪比 Eb/N0一样。这时，编码框图中AWGN信道 14
10
课题3
— 设计思想 RS码是一种纠错能力很强的多进制BCH码 。题目要求对RS编译码进行仿真, 验证其 对AWGN信道误码的纠错作用。选用 Simulink中的communication system toolbox可以方便的调用RS编译码模块、 AWGN信道模块, 从而进行误比特率的分析 。
三 性能仿真
1. 经过RS编码后, 系统的 误码率较编码前明显下 降, 说明了RS编码的纠 错功能；
2. 在信噪比小于4dB时,未 经编码的误比特率比编 码的误比特率要好。因 为编码虽然可以带来增 益但是在总能量不变的 情况下, 传输编码码字中 比特能量降低, 信噪比降 低。
3. 信噪比大于4dB时, 可以 看到RS（15, 11）编码 性能明显比不编码要好
图2 （15, 11）RS编码后BER曲线保持信号总能量一定 4. 。
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课题3
三 性能仿真
图3显示了（15, 11）RS编 码及（63, 11）RS编码BER曲 线。这两种RS编码的信息位 是一样的, 但是码长不一样
, 也就是加入的校验位数 不同。（63, 11）RS编码加 入的校验位比（15, 11）RS 编码的多, 因此带宽增大, 但是编码增益同样增大, 显 示了较好的纠错性能, 印证 了带宽换信噪比的结论。
图3（15, 11）RS编码及（ 63, 11）RS编码BER曲线
17
欢迎批评指正！
二 实现流程
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课题1 三 性能仿真
5
课题1 三 性能仿真
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课题1
7
课题1
8
课题1
■ QPSK误码率随比特信噪比 增大而降低, 当比特信噪比 为10dB时误码率低于10-5 ；
■ 仿真误码率与理论误码率 曲线非常接近；
■ 随比特信噪比增大, QPSK 误码率下降加 快。
课题3
■ 仿真高斯白噪声信道下RS编译码过程，要求: ■ 利用两种工具进行仿真: Matlab、Simulink ■ RS码可采用任意的高阶域和码率 ■ 要求仿真至1e-5误比特率 ■ 绘出测试曲线
课题3
三 性能仿真
经过RS编码后, 系统 的误码率较编码前明显下 降, 说明了RS编码的纠错 功能；
图1 （15, 11）RS编码后BER曲线保持比特能量一定
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通过比较这两类情况可以发现, 在总能量不变的情况下会出现低于一定门限值时, 未经编码的误比特率比编码的误比特率要
课题3 好, 原因是比特信噪比下降造成。比如将一个原始信息位比特编成3个比特（加入2位冗余）, 如果保持总的信号能量相等,
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课题1
— 设计思想 题目要求使用Matlab仿真高斯白噪声信道 下 QPSK的信噪比与误码率的关系。采用 Matlab代码可以模拟二进制比特流产生、 信号集生成、调制、 AWGN信道、相干解 调、滚降滤波等一系列过程, 通 过蒙特卡 洛仿真的方法得出误码率, 同时生成理论曲 线进行对比。
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通信建模与仿真课程设计报告
课题1
■ 仿真高斯白噪声信道下QPSK的Eb/N0与误比特率之间的关系，要求: ■ 利用两种工具进行仿真: Matlab、Simulink ■ 成型滤波器采用根升余弦滚降滤波器，滚降系数为0.5，过采样因子
为4， ■ 要求仿真至1e-5误比特率 ■ 与理论值对比，绘出对比曲线
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课题3
二 实现流程
有RS编码
无RS编码
12Leabharlann 题3二 实现流程13
课题3
二 实现流程 通过在不同的信噪比下进行蒙特卡洛仿真， 可以分别画出经过RS编码/不经过RS编码的 误比特率（BER）曲线，从而进行性能分析 。 实验要经过AWGN信道，其中一个重要的参 数是信噪比Eb/N0。 设码长为n，信息位长为k，输入信噪比为 Eb_N0，二进制比特流符号周期为Tb，分两 种情况讨论: （1）编码\未编码的情况下比特信噪比 Eb/N0一样。这时，编码框图中AWGN信道 14
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课题3
— 设计思想 RS码是一种纠错能力很强的多进制BCH码 。题目要求对RS编译码进行仿真, 验证其 对AWGN信道误码的纠错作用。选用 Simulink中的communication system toolbox可以方便的调用RS编译码模块、 AWGN信道模块, 从而进行误比特率的分析 。
三 性能仿真
1. 经过RS编码后, 系统的 误码率较编码前明显下 降, 说明了RS编码的纠 错功能；
2. 在信噪比小于4dB时,未 经编码的误比特率比编 码的误比特率要好。因 为编码虽然可以带来增 益但是在总能量不变的 情况下, 传输编码码字中 比特能量降低, 信噪比降 低。
3. 信噪比大于4dB时, 可以 看到RS（15, 11）编码 性能明显比不编码要好
图2 （15, 11）RS编码后BER曲线保持信号总能量一定 4. 。
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课题3
三 性能仿真
图3显示了（15, 11）RS编 码及（63, 11）RS编码BER曲 线。这两种RS编码的信息位 是一样的, 但是码长不一样
, 也就是加入的校验位数 不同。（63, 11）RS编码加 入的校验位比（15, 11）RS 编码的多, 因此带宽增大, 但是编码增益同样增大, 显 示了较好的纠错性能, 印证 了带宽换信噪比的结论。
图3（15, 11）RS编码及（ 63, 11）RS编码BER曲线
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二 实现流程
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课题1 三 性能仿真
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课题1 三 性能仿真
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课题1
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■ QPSK误码率随比特信噪比 增大而降低, 当比特信噪比 为10dB时误码率低于10-5 ；
■ 仿真误码率与理论误码率 曲线非常接近；
■ 随比特信噪比增大, QPSK 误码率下降加 快。
课题3
■ 仿真高斯白噪声信道下RS编译码过程，要求: ■ 利用两种工具进行仿真: Matlab、Simulink ■ RS码可采用任意的高阶域和码率 ■ 要求仿真至1e-5误比特率 ■ 绘出测试曲线