数字通信中不同信道类型对通信系统性能影响matlab仿真分析,对比AWGN,BEC,BSC以及多径信道

简介: 本项目展示了数字通信系统中几种典型信道模型(AWGN、BEC、BSC及多径信道)的算法实现与分析。使用Matlab2022a开发,提供无水印运行效果预览图、部分核心代码及完整版带中文注释的源码和操作视频。通过数学公式深入解析各信道特性及其对系统性能的影响。

1.算法运行效果图预览
(完整程序运行后无水印)

image.png

2.算法运行软件版本
matlab2022a

3.部分核心程序
(完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频)

```%, 4=AWGN+多径 3=BSC, 2=BEC, 1=AWGN
% 计算误码
for i0 = Lens + 2:-1:1 % 从后向前遍历比特
if xor(msg(i0), ydec(i0)) == 1 && Ch_sel == 4 % 计算BSC信道的误码
Err_DJ(i1) = Err_DJ(i1) + 1;
end

            if xor(msg(i0), ydec(i0)) == 1 && Ch_sel == 3 % 计算BSC信道的误码
               Err_bsc(i1) = Err_bsc(i1) + 1;
            end

            if xor(msg(i0), ydec(i0)) == 1 && Ch_sel == 2  % 计算BEC信道的误码
               Err_bec(i1) = Err_bec(i1) + 1;
            end

            if xor(msg(i0), ydec(i0)) == 1 && Ch_sel == 1 % 计算AWGN+多径信道的误码
               Err_awgn(i1) = Err_awgn(i1) + 1;
            end

    % 计算误码率
    if Ch_sel == 1 % AWGN信道
       Err_awgn(i1) = Err_awgn(i1) / Lens/ mtkl;  
    end    
    if Ch_sel == 2  % BEC信道
       Err_bec(i1) = Err_bec(i1)/ Lens/ mtkl;  
    end    
    if Ch_sel == 3  % BSC信道
       Err_bsc(i1) = Err_bsc(i1) / Lens/ mtkl;  
    end
    if Ch_sel == 4  % AWGN+多径
       Err_DJ(i1)  = Err_DJ(i1) / Lens/ mtkl;  
    end

end

end % 结束while循环

% 创建新的图形窗口
figure;

% 绘制BSC信道的误码率曲线
semilogy(SNRs, Err_bsc,'-bs',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
hold on;

% 绘制AWGN信道的误码率曲线
semilogy(SNRs, Err_awgn,'-mo',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.5,0.9,0.0]);
hold on;

% 绘制BEC信道的误码率曲线
semilogy(SNRs, Err_bec,'-r>',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);

% 绘制BEC信道的误码率曲线
semilogy(SNRs, Err_DJ,'-k<',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.3,0.3]);
% 设置坐标轴范围
axis([0 12 10^-8 1]);

% 显示网格
grid on;

% 添加图例
legend('BSC信道', '高斯信道', 'BEC信道', '多径信道');

% 添加x轴标签
xlabel('SNR(dB)');

% 添加y轴标签
ylabel('error');
176

```

4.算法理论概述
在数字通信系统中,信道是传输信息的媒介。不同的信道类型会对通信系统的性能产生显著的影响。本章节将详细介绍AWGN(加性高斯白噪声)信道、BEC(二进制擦除信道)、BSC(二进制对称信道)以及多径信道,并通过数学公式和原理来分析它们对通信系统性能的影响。

  AWGN信道是最常见的信道模型之一,它假设噪声是独立于信号的加性高斯白噪声。在AWGN信道中,接收到的信号 y 可以表示为:

y=x+n
其中,x 是发送信号,n 是均值为0、方差为 σ2的高斯白噪声。

   BEC(二进制擦除信道)是一种简单的信道模型,其中接收到的信号可能是原始信号、擦除符号或错误符号。具体来说,BEC有三个输出状态:

接收到正确的比特(概率为1−p),擦除比特(概率为pe),错误比特(概率为p)

  BSC(二进制对称信道)是一种简化了的实际物理信道模型,它假设输入为二进制信号,并且在传输过程中可能出现错误的概率是固定的。具体来说,在BSC中,每个比特位独立地以概率p发生反转,即0变成1或1变成0;而正确传输的概率为1-p。这里假定p<0.5,否则可以通过简单的反相操作使情况等价于更小的p值。

   在无线通信系统中,信号从发射端到接收端的传播过程中可能会遇到多种障碍物,如建筑物、山脉、植被等。这些障碍物会导致信号通过不同的路径到达接收端,这种现象称为多径效应(Multipath Effect)。每一条路径都可能有不同的传播延迟、幅度衰减和相位偏移。当这些不同路径上的信号在接收端叠加时,就形成了一个复杂的复合信号,这就是所谓的多径信道(Multipath Channel)。离散多径信道模型假设存在有限数量的主要路径,每条路径都有其特定的增益hl 、延迟τl以及相位偏移ϕl 。接收信号y(t)可以表示为:

image.png

该模型适用于描述那些具有明显可分辨路径的情况,但在实际应用中往往难以精确估计每条路径的具体参数。

相关文章
|
3天前
|
算法 5G
基于MSWA相继加权平均的交通流量分配算法matlab仿真
本项目基于MSWA(Modified Successive Weighted Averaging)相继加权平均算法,对包含6个节点、11个路段和9个OD对的交通网络进行流量分配仿真。通过MATLAB2022A实现,核心代码展示了迭代过程及路径收敛曲线。MSWA算法在经典的SUE模型基础上改进,引入动态权重策略,提高分配结果的稳定性和收敛效率。该项目旨在预测和分析城市路网中的交通流量分布,达到用户均衡状态,确保没有出行者能通过改变路径减少个人旅行成本。仿真结果显示了27条无折返有效路径的流量分配情况。
|
2天前
|
传感器 算法
基于GA遗传优化的WSN网络最优节点部署算法matlab仿真
本项目基于遗传算法(GA)优化无线传感器网络(WSN)的节点部署,旨在通过最少的节点数量实现最大覆盖。使用MATLAB2022A进行仿真,展示了不同初始节点数量(15、25、40)下的优化结果。核心程序实现了最佳解获取、节点部署绘制及适应度变化曲线展示。遗传算法通过初始化、选择、交叉和变异步骤,逐步优化节点位置配置,最终达到最优覆盖率。
|
2天前
|
算法
基于RRT优化算法的机械臂路径规划和避障matlab仿真
本课题基于RRT优化算法实现机械臂路径规划与避障。通过MATLAB2022a进行仿真,先利用RRT算法计算避障路径,再将路径平滑处理,并转换为机械臂的关节角度序列,确保机械臂在复杂环境中无碰撞移动。系统原理包括随机生成树结构探索空间、直线扩展与障碍物检测等步骤,最终实现高效路径规划。
|
5月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
247 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
5月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
146 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
5月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
116 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
8月前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
8月前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
|
8月前
|
Serverless
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)

热门文章

最新文章