《物联网通信技术》第7章 课后习题答案.docx

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1、物联网通信技术第7章课后习题答案1(1)按照7.1.1实验内容和步骤，通过MAT1.AB脚本程序将实验仿真结果和2FSK理论误比特率曲线绘制在一张图中。解SimUlink仿真框图如文中7.1.1实验内容所示，文件名为CommChanne1.SlX脚本程序代码如下：%commChanmain.m文件名%SnrVec表示信噪比向量值，单位dBsnrVec=0:15;%初始化误比特率向量ber=zeros(length(snrVec),1);%BFSK调制的频率间隔等于24kHzFrequencySeparation=24000;%信源产生信号的bit率等于IOkbits,产生1秒的数据BitRat

2、e=10000;%仿真时间设置为10秒SimulationTime=10;%BFSK调制信号每个符号的抽样数等于2SamplesPerSymbol=2;%循环执行仿真程序fori=1.length(SnrVec)%信道的信噪比(单位dB)依次取snrVec中的元素SNR=snrVec(i);%运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量BitErrorRate中sim(commChanne);%计算BitErrorRate的均值作为本次仿真的误比特率ber(i)=mean(BitErrorRate);end%计算理论情况下不同信噪比的AWGN信道的误比特率，此处需将dB单位进行转换theory

3、BitErrorRate=qfunc(sqrt(10.A(snrVec/10);%绘制仿真信噪比和误比特率的关系曲线图，纵坐标采用对数坐标，红色曲线semilogy(snrVec,ber,-r*);%在同一坐标系下画多条曲线holdongridxlabel(SNR(dB),)ylabel(BitErrorRate)%绘制理论的信噪比和误比特率的关系曲线图，纵坐标采用对数坐标，蓝色曲线semilogy(snrVec,theoryBitErrorRate,-b*,);仿真结果如下：1.jd口园IQH文件(F)辐(E)M(V)插入IM(T)MS(D)窗口(W)W（三）图中蓝色曲线为理论曲线，红色曲线

4、为实验仿真曲线。从图中可以看出，在加性高斯白噪声(AWGN)信道下，BFSK调制信号的误比特率随着信噪比的增加而降低，当信噪比达到14dB左右时，误比特率刚好低于IO-3O而在理论条件下，误比特率也随着信噪比增加而降低，在相同信噪比下，理论值低于实际值，可以看出理论情况下信噪比到达IOdB时误比特率就低于IO-3O(2)在都市环境中，一般将移动通信信道看作是多径瑞利衰落信道。分析2FSK在多径瑞利衰落信道中的传输性能，瑞利衰落信道模拟两径衰落的情况，这两径信号的时延分别为0和2s,它们的相对增益则分别为OdB和-3dB.信道由两部分组成，分别是单输入单输出衰落信道(SISOFadingChan

5、nel)和加性高斯白噪声产生器(AWGNChannel)O其中单输入单输出衰落信道的主要参数设置如表7-40所示，试给出该场景下的仿真结果。表740单输入单输出衰落信道(SISOFadingChannel)的参数设置参数名称参数值Discretepathdelays(三)02e-6Averagepathgains(dB)10-3Normalizeaveragepathgainsto0dBCheckedFadingdistributionRaleighMaximumDopplerShift(Hz)30Dopplerspectrumdoppler(Jake,)InitialSeed67解Simul

6、ink仿真框图如下图所示，文件名为commChannelRayleigh.slx%comtnChanncUykH)*SlmuilnkOXSMVkwDttpUrDteQivnSmulMkwiAna*yiCodeTooBH-,0fi.eraMW*lft90gjr*umIlb*Irlgl脚本程序代码如下：%CommChanRayleigh.m文件名%SnrVec表示信噪比向量值，单位dBSnrVec=0:15;%初始化误比特率向量ber=zeros(length(snrVec),1);%BFSK调制的频率间隔等于24kHzFrequencySeparation=24000;%信源产生信号的bit率等

7、于IOkbitZs,产生1秒的数据BitRate=10000;%仿真时间设置为10秒SimulationTime=10;%BFSK调制信号每个符号的抽样数等于2SamplesPerSymbol=2;%准备一个空白图holdoff;%执行AWGN信道仿真程序，得到相应的曲线CommChanmain;%保持AWGN信道的曲线图holdon;%循环执行仿真程序fori=Iilength(SnrVec)%信道的信噪比(单位dB)依次取SnrVec中的元素SNR=snrVec(i);%运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量BitErrorRate中sim(,commChannelRayleigh,

8、);%计算BitErrorRate的均值作为本次仿真的误比特率ber(i)=mean(BitErrorRate);end%绘制信噪比和误比特率的关系曲线图，纵坐标采用对数坐标Semilogy(SnrVeC,be-b*);gridXIabeIC信噪比(dB),)ylabel(误比特率)仿真结果如下：司Figure1文件(F)编辑(E)查看(V)插入桌面(D)窗口(W)帮助（三）)HJ)口国1o510信噪比(dB)01231000011115图中蓝色曲线为多径瑞利衰落信道下误码率曲线，红色曲线为AWGN信道下误码率曲线。从图中可以看出多径瑞利衰落信道下误码率很高。2(1)按照7.1.2实验内容和步

9、骤，通过MAT1.AB脚本程序将DQPSK实验仿真结果和QPSK仿真结果绘制在一张图中进行性能比较。解将文中7.1.2实验DQPSKSimulink系统文件dqpskMod.slx中的误码率计算器(ErrorRateCalCUlation)的参数设置改为如下图所示。BlockParameters:ErrorRateCalculationsymbolscompared.Thisvectorcanbesenttoeitherthe.workspaceoranoutputport.Thedelaysarespecifiedinnumberofsamples,regard1essofwhetherth

10、einputisascalaroravector.TheinputstotheT,andRxportsmustbescalarsorcolumnvectors.The*Stopsimulation*optionstopsthesimulationupondetectingatargetnumberoferrorsoramaximumnumberofsymbols,whichevercomesfirst.ParametersReceivedelay:Computationdelay:0OKICancelHelpQPSK系统与DQPSK仅在调制解调方式上不同，其他部分与文中参数完全一致。其Simu

11、link系统图如下所示，文件名为qpskMod.sloqfMod-Snuink_hie(MViewDepiayCM9wnS*nuonAralys*sCoO100KHelpI*Ijul*4QPSKModulatorBaseband(QPSK基带调制器)jBlockParameters:QPSKModulatorBasebandQPSKModulatorBaseband(mask)(1ink)Modulatetheinputsignalusingthequaternaryphaseshiftkeyingmethod.MainDalaTyPeSParamelersInputtype:integerC

12、onstelIationordering:GrayPhaseoffset(rad):pi/4ViewConstellation(i.CanCelHelPQPSKDemodulatorBaseband(QPSK基带解调器)BlockParameters:QPSKDemodulatorBasebandQPSKDemodulatorBaseband(nask)(1ink)*DesodulatetheinputsignalusingthequaternaryphaseshiftkeyingBeth(X1.MainDHlaTyPeSjParametersOutputtype:IInIeger_Const

13、ellationordering:G11yPhaseoffset(rad):pi/4inIOKIGMK:elIHClPN-JErrorRateCalculation(误码率计算器)BlockParameters:ErrorRateCalculationsymbolscompared.Thisvectorcanbesenttoeitherthe.workspaceoranoutputport.Thedelaysarespecifiedinnumberofsamples,regardlessofwhethertheinputisascalaroravector.TheinputstotheT,an

14、dRxportsmustbescalarsorcolumnvectors.The,Stopsimulalionoptionstopsthesimulationupondetectingatargetnumberoferrorsoramaximumnumberofsymbols,whichevercomesfirst.ParametersReceivedelay:O同Computationdelay:I。BIComputationmode:EntireframeOutputdata:WorkspaceVariablenam*面glErrorVecI口Resetport口StopsimulationIOKICancelHelpM文件dqpskModmain.m对QPSK和DQPSK两个仿真模型进行仿真。脚本程序代码如下：%dqpskModmain.m文件名clear;%设置调制信号的抽样间隔SampleTime=1/50000;%设置仿真时间的长度SimulationTime=10;%SnrVec表示信噪比向量值，单位dBsnrVec=0:10;%初始化误符号率向量dqpskser=zeros(length(snrVec),1);qpskser=zeros(length(snrVec),1);fori=klength(snrV