Этот пример показывает вам, как смоделировать систему связи с квадратурной амплитудной модуляцией (QAM), каналом аддитивного белого Гауссова шума (AWGN) и шумом фазы использование Simulink®. Модель отображает схемы созвездия 256-QAM сигнала и выполняет расчеты коэффициента ошибок.
cm_commphasenoise модель, симулирует эффект AWGN и шума фазы на 256-QAM сигнале. Модель Simulink является графическим представлением для математической модели системы связи, которая генерирует случайный сигнал, модулирует его с помощью QAM, добавляет шум AWGN и фазы к сигналу, и демодулирует сигнал. Модель также содержит блоки, чтобы отобразить частоту ошибок по битам и схемы созвездия модулируемого сигнала.
Блок Bernoulli Binary Generator генерирует сигнал, состоящий из последовательности 8-битных двоичных значений в области значений [0, 255].
Блок Rectangular QAM Modulator Baseband модулирует сигнал с помощью основополосного 256-ary QAM.
Блок AWGN Channel моделирует шумный канал путем добавления белого Гауссова шума в модулируемый сигнал.
Блок Phase Noise вводит шум в углу его комплексного входного сигнала.
Блок Rectangular QAM Demodulator Baseband демодулирует сигнал.
Дополнительные блоки в модели могут помочь вам интерпретировать симуляцию.
Блок Constellation Diagram отображает схемы созвездия сигнала с AWGN и добавленным шумом фазы.
Блок Error Rate Calculation считает биты, которые отличаются между полученным сигналом и переданным сигналом.
Блок To Workspace, пометил outputErr, выводит результаты к рабочей области для использования при графическом выводе результатов. Блок Display BER Plot открывает немного коэффициента ошибок (BER) график, показывающий кривые производительности Eb/N0 для 256-QAM передачи и приема на различных уровнях шума фазы.
Модель симулирует QAM, который является методом для преобразования цифрового сигнала к комплексному сигналу. Модель модулирует сигнал на последовательность комплексных чисел, которые лежат на решетке точек в комплексной плоскости, известной как созвездие сигнала. График этих точек называется scatterplot или схемой созвездия сигнала.
Схема созвездия, показанная здесь, отображает основополосный 256-ary QAM с добавленным AWGN и с AWGN и добавленным шумом фазы. Точки в схеме созвездия не лежат точно на созвездии, показанном на рисунке из-за добавленного шума. Шум фазы изменяет угол комплекса модулируемый сигнал, вызывая радиальное смещение точек созвездия.
Настройке модели по умолчанию установили длительность запуска на inf. Блок Error Rate Calculation сконфигурирован, чтобы запуститься, пока 100 ошибок не происходят. Чтобы остановить симуляцию перед, 100 ошибок происходят, нажимают Stop на вкладке Simulation.
Блок Display отображает количество ошибок, введенных каналом AWGN и шумом фазы. Когда вы запускаете симуляцию, три маленьких поля появляются в блоке, отображая векторный вывод от блока Error Rate Calculation.
Первая запись является BER.
Вторая запись является общим количеством ошибок.
Третья запись является общим количеством сделанных сравнений.
Отобразите график шума фазы
Чтобы отобразить фигуру, которая строит результаты симуляции BER по сравнению с кривыми Eb/N0 для области значений настроек шума фазы, дважды кликните блок Display BER Plot в модели.
Можно управлять способом, которым блок Simulink функционирует путем установки его параметров. Чтобы просмотреть или изменить параметры симуляции, дважды кликните блок, чтобы открыть его маску блока.
Чтобы изменить сумму шума фазы, откройте маску блока Phase Noise и введите новое значение для уровня шума Фазы (дБн/Гц) параметр. Нажмите ОК, чтобы применить новую установку.
Чтобы изменить количество шума, откройте маску блока AWGN Channel и введите новое значение для Eb/No (дБ) параметр. Уменьшение этого значения параметров увеличивает уровень шума. Нажмите ОК, чтобы применить новую установку.
Сокращение шума фазы и увеличение Eb/N0 удаляют шум из модели. Поскольку модель сконфигурирована, чтобы запуститься, пока 100 ошибок не происходят, запустив симуляцию с небольшим шумом в результатах модели в долгое время выполнения симуляции. Чтобы ограничить максимальное время выполнения симуляции, можно уменьшать длительность запуска от inf к маленькому значению, такому как 10.
Чтобы привести к новым результатам, запустите симуляцию с помощью модифицированных настроек.
В качестве альтернативы можно ввести имя переменной в параметре. Затем в MATLAB® командная строка установила значение для той переменной в рабочей области. Установка параметров в Командном окне может быть удобной, если необходимо запустить несколько симуляций с различными значениями параметров.
Можно также использовать функции обратного вызова, чтобы конфигурировать моделирование. Настройка по умолчанию для нескольких параметров в этой модели установлена с помощью PreLoadFcn функция обратного вызова. Чтобы получить доступ к функциям обратного вызова, выберите Model Settings> Model Properties на вкладке Modeling. В диалоговом окне Model Properties выберите вкладку Callbacks. Для получения дополнительной информации о свойствах модели и функциях обратного вызова, смотрите Коллбэки Model (Simulink).
Постройте BER на различном уровне шума
plot_256qam_ber_curves.m Программный файл MATLAB® сгенерировал этот график BER путем выполнения нескольких симуляций с различными значениями для уровня шума Фазы (дБн/Гц) и Eb/No (дБ) параметры. Каждая кривая является графиком BER в зависимости от сигнала к шумовому отношению для установленной суммы шума фазы. Для каждой нанесенной на график точки BER остановилась симуляция, когда 1 000 битовых ошибок были достигнуты или 1e8, биты были сравнены. Результаты варьируются от запущенного, чтобы запуститься из-за случайной природы ухудшений симуляции и входного сигнала.
