OFDM系统各种调制阶数的QAM误码率(Symbol Error Rate)与 误比特率(Bit Error Rate)仿真结果
本文是OFDM系统的不同QAM调制阶数的误码率与误比特率仿真,仅考虑在高斯白噪声信道下的情景,着重分析不同信噪比下的误码(符号)率性能曲线,不关心具体的调制与解调方案,仿真结果与理论的误码率曲线进行了对比。
考虑一个简单的OFDM系统,每个频域子载波承载一个QAM调制符号,在经过不同信噪比白噪声信道之后,每个QAM调制符号的解调性能如何,每个符号对应的比特解码性能如何?理论的误码性能如何?可以参考如下代码:
clc;close all;clear %% Seting parameters
EbN0_list = 0:1:10;
Q_order_list = 2:2:10;
loopNumber = 10;
fprintf('Qm\t EbN0 \t \t EsN0 \t \t SNR_Cal \t \t ser \t\t ser_theory\t\t\t ber\t\t nloop \t\t \n');
for iQorder = 1 : length(Q_order_list)
for iEbN0 = 1 : length(EbN0_list) %% Frame structure
N_Frame = 10;
N_Symbol = 14;
N_RB = 106;
N_SC_perRB = 12;
N_SC = N_RB * N_SC_perRB;
N_Ant = 1;
N_fft_order = floor(log2(N_RB * N_SC_perRB));
N_fft = 2^(N_fft_order+1);
N_cp = N_fft/8;
EbN0 = EbN0_list(iEbN0); %% Modulation
Q_order = Q_order_list(iQorder);
Qm = 2^Q_order;
N_bit = N_Frame * N_Symbol * N_RB * N_SC_perRB * Q_order; %% Noise Calculation
SNR = EbN0 + 10 * log10(Q_order); %% Loop
for iloop = 1 :loopNumber
data_bit_in = randi([0 1], 1, N_bit);
dataSymbolsIn = bi2de(reshape(data_bit_in, Q_order, N_bit/Q_order).', 'left-msb');
dataMod = qammod(dataSymbolsIn, Qm,'UnitAveragePower', true); %% Show Constellation
%scatterplotme(dataMod) %% Resource Mapping
RE_Grid = zeros(N_RB * N_SC_perRB,N_Symbol * N_Frame);
dataMod_tmp = reshape(dataMod,N_RB * N_SC_perRB,[]); %only data
Power_Scale = 1;
RE_Grid_all = Power_Scale * dataMod_tmp; %% IFFT add CP
frame_mod_shift = ifftshift(RE_Grid_all);
ifft_data = ifft(frame_mod_shift,N_fft)*sqrt(N_fft);
%ifft_data = ifft(frame_mod_shift)*sqrt(1272);
Tx_cd = [ifft_data(N_fft-N_cp+1:end,:);ifft_data];
time_signal = reshape(Tx_cd,[],1); %% Channel
power_RE = sum(sum(abs(RE_Grid_all).^2)) / N_RB / N_SC_perRB / N_Symbol / N_Frame;
power_tp = sum(sum(abs(ifft_data).^2)) / N_RB / N_SC_perRB / N_Symbol / N_Frame; %IFFT zero padding averages the true RE Power
N0 = power_RE .* 10.^(-SNR / 10);
white_noise_starand = 1/sqrt(2)*(randn(size(time_signal)) + 1j * randn(size(time_signal)));
TransmittedSignal = time_signal + sqrt(N0) * white_noise_starand; %% Receive and Sys
ReceivedSignal = TransmittedSignal; %% FFT and Frame
frame_recieved_parallel = reshape(ReceivedSignal, N_fft + N_cp, []);
frame_Received = frame_recieved_parallel(N_cp + 1:end,:);
frame_Grid_Received = fft(frame_Received,N_fft) / sqrt(N_fft);
RE_Grid_all_Received = fftshift(frame_Grid_Received(1 : N_SC,:)); %% Demodulation
RE_PreDeMod = reshape(RE_Grid_all_Received,[],1);
dataSymbolsOut = qamdemod(RE_PreDeMod, Qm,'UnitAveragePower', true);
data_bit_out = reshape((de2bi(dataSymbolsOut, 'left-msb')).',1,[]);
power_RE_receid = sum(sum(abs(RE_PreDeMod).^2)) / N_RB / N_SC_perRB / N_Symbol / N_Frame;
snr_all(iQorder,iEbN0,iloop) = 10*log10(power_RE/(power_RE_receid - power_RE));
%% Result: Ser and Ber
%Ser
sym_err = length(find(dataSymbolsOut - dataSymbolsIn));
ser_all(iQorder,iEbN0,iloop) = sym_err / length(dataSymbolsOut);
%Ber
bit_error = sum(abs(data_bit_out - data_bit_in));
ber_all(iQorder,iEbN0,iloop) = bit_error / length(data_bit_out);
end
sers = mean(ser_all,3);
snrs = mean(snr_all,3);
bers = mean(ber_all,3);
sers_theory(iQorder,iEbN0) = QAM_SER_Theory(Qm,EbN0); fprintf('%dQAM\t%f\t %f\t %f\t %e\t\t%e\t\t%e\t\t%d\t\n', Qm, EbN0, SNR,snrs(iQorder,iEbN0),sers(iQorder,iEbN0),sers_theory(iQorder,iEbN0),bers(iQorder,iEbN0),loopNumber);
end
end figure(1)
semilogy(EbN0_list, bers(1,:), 'k--+');
hold on
grid on
semilogy(EbN0_list, bers(2,:), 'r--o');
semilogy(EbN0_list, bers(3,:), 'b--x');
semilogy(EbN0_list, bers(4,:), 'g--s');
xlabel('Eb/N0,dB');
ylabel('BER');
title('BER VERS SNR');
legend('QPSK','16QAM','256QAM','1024QAM'); figure(2)
semilogy(EbN0_list, sers(1,:), 'k--+');
hold on
grid on
semilogy(EbN0_list, sers_theory(1,:), 'k-');
semilogy(EbN0_list, sers(2,:), 'r--o');
semilogy(EbN0_list, sers_theory(2,:), 'r-');
semilogy(EbN0_list, sers(3,:), 'b--x');
semilogy(EbN0_list, sers_theory(3,:), 'b-');
semilogy(EbN0_list, sers(4,:), 'g--s');
semilogy(EbN0_list, sers_theory(4,:), 'g-');
xlabel('Eb/N0,dB');
ylabel('SER');
title('SER VERS SNR');
%SML = simulation, THR = theory
legend('QPSK-SML','QPSK-THR','16QAM-SML','16QAM-THR','256QAM-SML','256QAM-THR','1024QAM-SML','1024QAM-THR');
其中用到了一个计算理论误符号率的函数:
function SER = QAM_SER_Theory(Qm,EbN0)
%Reference https://dsplog.com/2012/01/01/symbol-error-rate-16qam-64qam-256qam/
Q_order = log2(Qm);
EsN0_DB = EbN0 + 10 * log10(Q_order);
EsN0 = 10.^( EsN0_DB/ 10);
k = sqrt(3 / (2*(Qm - 1)));
k_snr = k * sqrt(EsN0);
cer = erfc(k_snr);
SER = 2*(1 - 1/sqrt(Qm))*cer - (1 - 2/sqrt(Qm) + 1/Qm) * (cer.^2);
% cer = erfc(sqrt(EsN0/2));
% SER = cer - 1/4*cer.^2;
end
计算理论误比特率的函数需要参考文献,不过观察误码率与误比特率曲线,感觉只相差一个和常数,或许和调制阶数相关?
如下给出结果:
OFDM系统各种调制阶数的QAM误码率(Symbol Error Rate)与 误比特率(Bit Error Rate)仿真结果的更多相关文章
- 对正交频分复用OFDM系统的理解
OFDM系统 正交频分复用OFDM(Orthogonal Frenquency Division Multiplexing)是一种多载波调制技术. 基本思想:在发送端,它将高速串行数据经过串并变换形成 ...
- 多用户OFDM系统资源分配研究
首先,OFDMA 是什么? OFDM 技术的基本原理是将无线信道划分为若干互相正交的子信道,把高速串行数据流转化为低速并行子数据流,低速并行子数据流在子信道上独立传输. OFDMA 是LTE的下行多址 ...
- RFID 基础/分类/编码/调制/传输
不同频段的RFID产品会有不同的特性,本文详细介绍了无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用. 目前定义RFID产品的工作频率有低频.高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且 ...
- DVB-C系统中QAM调制与解调仿真
本文简单记录一下自己学习<通信原理>的时候调试的一个仿真DVB-C(Cable,数字有线电视)系统中QAM调制和解调的程序.自己一直是研究"信源"方面的东西,所以对&q ...
- OFDM通信系统的MATLAB仿真(1)
由于是第一篇博客,想先说点废话,其实自己早就想把学到的一些东西总结成文章随笔之类的供自己复习时查看的了.但是一是觉得自己学的的不够深入,总结也写不出什么很深刻的东西:二是觉得网上也有海量的资料了,需要 ...
- OFDM通信系统的MATLAB仿真(2)
关于OFDM系统的MATLAB仿真实现的第二篇随笔,在第一篇中,我们讨论的是信号经过AWGN信道的情况,只用添加固定噪声功率的高斯白噪声就好了.但在实际无线信道中,信道干扰常常是加性噪声.多径衰落的结 ...
- OFDM正交频分复用---基础入门图示
@(162 - 信号处理) 整理转载自:给小白图示讲解OFDM 下面以图示为主讲解OFDM,以"易懂"为第一要义. 注:下面的讨论如果不做说明,均假设为理想信道. *** 一张原理 ...
- CDMA与OFDM之技术比较
频谱利用率.支持高速率多媒体服务.系统容量.抗多径信道干扰等因素是目前大多数固定宽带无线接入设备商在选择CDMA(码分多址)或OFDM(正交 频分复用)作为点到多点(PMP)的关键技术时的主要出发点. ...
- compared woth QPSK, what is the advantages of QAM(16QAM or 64QAM?)
1.QPSK QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称,意为正交相移键控,是一种数字调制方式.在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星 ...
- 电感耦合非接触IC卡系统的EMI问题
射频识别(RFID)技术近年来发展迅速,并获得了广泛应用.但作为一种无线射频技术,其电磁兼容(EMC)性能也越来越受到人们的关注.RFID涉及的频率范围甚广,包括低于135kHz.13.56MHz.4 ...
随机推荐
- [转帖]TiKV 多副本丢失以及修复实践
https://tidb.net/blog/ad45bad9#6%E6%80%BB%E7%BB%93 1实验目的 随着tidb使用场景的越来越多,接入的业务越来越重要,不由得想试验下tidb组件的高可 ...
- [转帖]TiDB 环境与系统配置检查
https://docs-archive.pingcap.com/zh/tidb/v6.0/check-before-deployment 本文介绍部署 TiDB 前的环境检查操作,以下各项操作按优先 ...
- [转帖]TiDB 6.1 单机环境 On openEular 2003 SP3
https://tidb.net/book/book-rush/best-practice/other-practice/tidb61-on-openEular2003 背景 最近对国产操作系统很感 ...
- [转帖]Kubernetes部署Minio集群存储的选择,使用DirectPV CSI作为分布式存储的最佳实践
Kubernetes部署Minio集群存储的选择,使用DirectPV CSI作为分布式存储的最佳实践 个人理解浅谈 1. 关于在kubernetes上部署分布式存储服务,K8s存储的选择 非云环境部 ...
- [转帖]Jmeter接口测试:${__UUID()}函数
UUID函数返回一个伪随机类型的通用唯一标识符ID. UUID 是 通用唯一识别码(Universally Unique Identifier)的缩写.UUID是基于当前时间戳.随机数和硬件标识(例如 ...
- [转帖]优化命令之sar——最牛命令
目录 一:sar命令概述 1.1sar概述 1.2sar常用选项 1.3常用参数 二:CPU资源监控 2.1整体CPU使用统计(-u) 2.2各个CPU使用统计(-P) 2.3将CPU使用情况保存到文 ...
- [转帖]Linux块层技术全面剖析-v0.1
Linux块层技术全面剖析-v0.1 perftrace@gmail.com 前言 网络上很多文章对块层的描述散乱在各个站点,而一些经典书籍由于更新不及时难免更不上最新的代码,例如关于块层的多队列.那 ...
- [转帖]NGINX 局限太多,Cloudflare 最终放弃它并用 Rust 自研了全新替代品
https://www.infoq.cn/news/s2fa603MsEENsCmibTYI 长期以来,NGINX 可以说是网站安全和托管服务提供商 Cloudflare 的核心,是其所使用的基础软件 ...
- [转]流程自动化机器人(RPA)概念、原理与实践
[转]流程自动化机器人(RPA)概念.原理与实践 http://blog.sina.com.cn/s/blog_be0833d00102yho9.html 大多数人每天都会使用到一些机器人流程自动化工 ...
- click与addEventListener和removeEventListener事件与移除正确的移除事件详解
1. onclick事件 es5 普通事件就是直接触发事件,相同的事件会被覆盖掉.代码如下: let demoDiv=document.querySelector(".demo") ...