Оценка BER для жесткого и мягкого декодирования Viterbi
Оцените эффективность скорости битовой ошибки (BER) для декодеров Viterbi с твердым и мягким решениями в AWGN. Сравните производительность с эффективностью незакодированного 64-QAM ссылки.
Установите параметры симуляции.
clear; close all rng default M = 64; % Modulation order k = log2(M); % Bits per symbol EbNoVec = (4:10)'; % Eb/No values (dB) numSymPerFrame = 1000; % Number of QAM symbols per frame
Инициализируйте векторы результатов BER.
berEstSoft = zeros(size(EbNoVec)); berEstHard = zeros(size(EbNoVec));
Установите структуру шпалеры и глубину следа для 1/2 скорости, длина ограничения 7, сверточный код.
trellis = poly2trellis(7,[171 133]); tbl = 32; rate = 1/2;
Основные циклы обработки выполняют следующие шаги:
Сгенерируйте двоичные данные
Сверточно закодируйте данные
Примените QAM-модуляцию к символам данных. Задайте среднюю степень модуля для переданного сигнала
Передайте модулированный сигнал через канал AWGN
Демодулируйте принятый сигнал с помощью жесткого решения и аппроксимируйте методы LLR. Задайте среднюю степень модуля для принимаемого сигнала
Витерби декодирует сигналы с помощью жестких и неквантованных методов
Вычислим количество битовых ошибок
The while цикл продолжает обрабатывать данные до тех пор, пока не будут обнаружены 100 ошибок или передают биты.
for n = 1:length(EbNoVec) % Convert Eb/No to SNR snrdB = EbNoVec(n) + 10*log10(k*rate); % Noise variance calculation for unity average signal power. noiseVar = 10.^(-snrdB/10); % Reset the error and bit counters [numErrsSoft,numErrsHard,numBits] = deal(0); while numErrsSoft < 100 && numBits < 1e7 % Generate binary data and convert to symbols dataIn = randi([0 1],numSymPerFrame*k,1); % Convolutionally encode the data dataEnc = convenc(dataIn,trellis); % QAM modulate txSig = qammod(dataEnc,M,'InputType','bit','UnitAveragePower',true); % Pass through AWGN channel rxSig = awgn(txSig,snrdB,'measured'); % Demodulate the noisy signal using hard decision (bit) and % soft decision (approximate LLR) approaches. rxDataHard = qamdemod(rxSig,M,'OutputType','bit','UnitAveragePower',true); rxDataSoft = qamdemod(rxSig,M,'OutputType','approxllr', ... 'UnitAveragePower',true,'NoiseVariance',noiseVar); % Viterbi decode the demodulated data dataHard = vitdec(rxDataHard,trellis,tbl,'cont','hard'); dataSoft = vitdec(rxDataSoft,trellis,tbl,'cont','unquant'); % Calculate the number of bit errors in the frame. Adjust for the % decoding delay, which is equal to the traceback depth. numErrsInFrameHard = biterr(dataIn(1:end-tbl),dataHard(tbl+1:end)); numErrsInFrameSoft = biterr(dataIn(1:end-tbl),dataSoft(tbl+1:end)); % Increment the error and bit counters numErrsHard = numErrsHard + numErrsInFrameHard; numErrsSoft = numErrsSoft + numErrsInFrameSoft; numBits = numBits + numSymPerFrame*k; end % Estimate the BER for both methods berEstSoft(n) = numErrsSoft/numBits; berEstHard(n) = numErrsHard/numBits; end
Постройте график расчетных данных жесткого и мягкого BER. Постройте график теоретической эффективности для незакодированного канала 64-QAM.
semilogy(EbNoVec,[berEstSoft berEstHard],'-*') hold on semilogy(EbNoVec,berawgn(EbNoVec,'qam',M)) legend('Soft','Hard','Uncoded','location','best') grid xlabel('Eb/No (dB)') ylabel('Bit Error Rate')
Как ожидалось, мягкое декодирование принятия решений дает наилучшие результаты.