使用MATLAB对无线协作通信的仿真与性能分析,分析器误码率

图 3.2 程序流程图

3.3程序的结构

程序的主体结构及循环模式如下图所示：

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图3.3 程序的整体结构图

主程序及调用的函数可见附录A，下面对主程序中部分功能和用途进行进一步分析。 3.4瑞利衰落信道模型

为了简化程序，所有信道都是采用恒参的瑞利衰落信道，即在一次蒙特卡洛循环中，衰落系数是一个恒定的复数，在程序中由以下语句体现： function H = RayleighCH(sigma2) % average value(0)

mu = 0; sigma = sqrt(sigma2); % Standard deviation(σ) H = normrnd(mu,sigma)+j*normrnd(mu,sigma);

其中方差是信道正态分布的均值，所以只需要输入方差就可以得到信道系数H，函数R normrnd(MU,SIGMA)的功能是生成均值为MU、标准差为SIGMA的正态分布的随机数据。

3.5加性噪声模型

仿真过程中的高斯白噪声（加性噪声）是通过函数y = awgn(x,SNR,SIGPOWER)来实现的，如果SIGPOWER是一个数值，则其代表以dB为单位的信号强度；如果SIGPOWER为'measured'，则函数将在加入噪声之前测定信号强度。本程序以'measured'参数自动检测信号强度。

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3.6合并方式选择

本课题主要采用的是最大比合并（MRC），由于AF与DF模式的最大比合并加权系数的决定因素不同，AF模式与中继节点的放大系数β有关，所以自定义函数y_combine Mrc( varargin )，通过输入参数的数目不同以区分AF与DF。但是，β也由信道的参数决定，而AF与DF模式的MRC加权系数的本质区别在于：AF由于是对接收信号的放大，所以对于源到目的端的信号的加权系数还与源到中继的信道的参数、源到中继信道的信号和噪声功率相关。

因此在目的端进行合并时的过程由下面的程序实现：

首先输入的参数有一下几个：中继放大系数、信道系数、信号功率、噪声功率、需要合并的两路信号；

然后判断输入参数数目nargin

if nargin = 8 输入参数数目是8为DF模式 a_sd = CH_sd' * sqrt(POW_S_sd) / POW_N_sd; 加权系数

a_rd = CH_rd' * sqrt(POW_S_rd) / POW_N_rd;

elseif nargin = 10 输入参数数目是10为AF模式 a_sd = CH_sd' * sqrt(POW_S_sd) / POW_N_sd;

a_rd = (beta * sqrt(POW_S_rd) * CH_sr' * CH_rd') / ( (beta^2*(abs(CH_rd))^2+1) * POW_N_rd );

y_combine = a_sd*signal_sd + a_rd*signal_rd; 最后返回合并信号

3.7误比特率的计算

对于实际的BER，通过统计蒙特卡罗的误码数，与全部比特数目相除得到。而对于理论BER，通过调用自定义函数得到，其代码如下：输入参数 非协作的信噪比、信道系数、信号功率、噪声功率

if nargin = 1 直连模式

SNR_SD = varargin{1};

POW_S_sd = 1;

sig = 10^(SNR_SD/10);

POW_N_sd = POW_S_sd / sig;

gamma_sd = ( POW_S_sd * (abs(SNR_SD))^2 ) / POW_N_sd;