通信系统matlab仿真常用基本函数

1.上采样函数（用升余弦滚降滤波器前要进行插值）

y=upsample(x,n);

x 是原始信号，一个向量。

n 是上采样的倍数，即每两个原始样本之间将插入 n-1 个零。

     一般情况下n=sps=fs/Rs     sps为单个符号范围内的采样数

y 是上采样后的信号，其长度是原始信号长度的 n 倍。

2.脉冲成型滤波器

用于定义滤波器系数  

  fir_rcos_trans=rcosdesign(rolloff,span,sps,shape);
  fvtool(fir_rcos_trans,'Analysis','impulse');    %将脉冲响应可视化

rolloff:滚降系数

span:截断范围

sps:单个符号范围的采样数  sps=fs/Rs 

shape:可以选填'sqrt'（均方根成型滤波器)，'normal'(升余弦滤波器)

一般在通信系统中，使用‘sqrt’

3.滤波&卷积

  rcos_data = conv(data_i_upsample,fir_rcos_trans,'same');

conv也可以视为信号与系统中经常提到的卷积函数

fir_rcos_trans 是前面设计的根升余弦滤波器的系数数组。相当于卷积中的h(t)

     'full' - 返回完整的 N 维卷积。

     'same' - 返回卷积中大小与 A 相同的中心部分（去掉拖尾）。

     'valid' - 仅返回计算的没有补零边缘的卷积部分。

data_i_upsample 是需要被滤波的信号，这里假设它已经被上采样（例如，通过在每个原始样本之间插入零来实现），并且可能还经过了其他预处理。

rcos_data是滤波后的信号，滤波器的阶数是(span*sps +1)，带来的延时是(span*sps）/2。

4.波形观察（时域，频域，眼图，星座图）

figure(1);
plot(rcos_msg_source);
title('时域波形');



figure(2);
plot(abs(fft(rcos_msg_source)));
title('频域波形');


figure(3);
eyediagram(rcos_msg_source(49:end),sps);
title('眼图');



%%绘制教材中完美的星座图要采用解调后的波形，如果想看到一堆乱点的星座图，用抽样判决前的数据，星座图用于判断调制方式的误码率

scatterplot(rx_data);

title('星座图');

5.AWGN信道

      首先需要预设snr（单位dB），通常情况下snr为10dB以上不失真（在仿真中-20dB以上一般可以画出和理论较为相似的Eb/N0~BER曲线）

数字通信系统常采用 Eb/N0~BER 来衡量通信系统的性能，在matlab中 EsN0与 EbN0的计算公式与理论推导略有不同。

 EsN0=snr+10*log10(0.5*sps);

 EbN0=snr+10*log10(0.5*sps)-10*log10(M);  %M为输入码元的比特数

信号通过AWGN信道

data_qpsk_addnoise = awgn(data, snr, 'measured');% 经过awgn信道

关于上述公式中0.5*sps的问题，是因为matlab在生成AWGN信道时会自动将功率谱范围变为2倍因此在计算时，基带：sps         频带：0.5*sps

6.理论误码率计算

以QPSK为例

ber_qpsk = berawgn(EbN0, 'psk', M, 'nondiff');

需要选定调制方式，注matlab中不认可qpsk这种调制方式

对于非差分数据编码，需要使用'nondiff'