% 4PAM调制信号在高斯信道下的性能仿真 clear all; close all; clc %% 参数设置 N = 1e6; % 参考帧数 Eb = 1; % 参考能量 M = 4; % 调制阶数 %% 产生调制信号 b = randi([0 M-1], 1, N); % 随机产生0~M-1的整数 s = 2b-(M-1); % 4PAM调制信号 %% 产生高斯白噪声信号 SNR = 0:1:14; % 信噪比范围 Es = Eblog2(M); % 符号能量 for i = 1:length(SNR) N0 = Es/(10^(SNR(i)/10)); % 噪声功率 n = sqrt(N0/2)(randn(1, N)+1jrandn(1, N)); % 高斯白噪声 r = s + n; % 接收信号 r = r.'; % 转置，方便下一步计算 %% 多进制调制信号软输出检测 tau = 1.628; % 判决门限 for j = 1:N if real(r(j)) < -tau b_hat(j) = 0; elseif real(r(j)) < 0 b_hat(j) = 1; elseif real(r(j)) < tau b_hat(j) = 2; else b_hat(j) = 3; end end s_hat = 2b_hat-(M-1); % 解调结果 %% 计算误符号率和误比特率 err_symbols(i) = sum(s~=s_hat)/N; % 误符号率 err_bits(i) = err_symbols(i)log2(M); % 误比特率 end %% 绘制性能曲线 Pb_theory = qfunc(sqrt(3log2(M)/(M^2-1)10.^(SNR/10))); % 理论误比特率 Pb_simb = err_bits; % 仿真误比特率 Pb_sims = err_symbols; % 仿真误符号率 figure semilogy(SNR, Pb_theory, 'r-o', 'LineWidth', 2); hold on semilogy(SNR, Pb_symbols, 'm-o', 'LineWidth', 2); hold on semilogy(SNR, Pb_simb, 'b-', 'LineWidth', 2); hold on semilogy(SNR, Pb_sims, 'g-', 'LineWidth', 2); hold off grid on xlabel('SNR (dB)'); ylabel('Pb'); legend('理论误比特率曲线','理论误符号率曲线','仿真误比特率曲线','仿真误符号率曲线'); title('4PAM调制在高斯信道下的性能曲线'); 添加一个绘制理论误符号率的曲线

可以按照以下步骤添加绘制理论误符号率的曲线：

1. 在参数设置部分添加以下代码：

Pd = @(x) (3*log2(M)/(M^2-1))*x.^2;
Pb_theory_symbol = 2*(M-1)/M*qfunc(sqrt(Pd(10.^(SNR/10))));

2. 在绘制性能曲线部分添加以下代码：

semilogy(SNR, Pb_theory_symbol, 'k--', 'LineWidth', 2);

3. 最后，修改图例和标题：

legend('理论误比特率曲线','理论误符号率曲线','仿真误比特率曲线','仿真误符号率曲线', '理论误符号率曲线');
title('4PAM调制在高斯信道下的性能曲线（包括理论误符号率）');

完整代码如下：

相关问题

% 4PAM调制信号在高斯信道下的性能仿真 clear all; close all; clc %% 参数设置 N = 1e6; % 参考帧数 Eb = 1; % 参考能量 M = 4; % 调制阶数 %% 产生调制信号 b = randi([0 M-1], 1, N); % 随机产生0~M-1的整数 s = 2b-(M-1); % 4PAM调制信号 %% 产生高斯白噪声信号 SNR = 0:1:14; % 信噪比范围 Es = Eblog2(M); % 符号能量 for i = 1:length(SNR) N0 = Es/(10^(SNR(i)/10)); % 噪声功率 n = sqrt(N0/2)(randn(1, N)+1jrandn(1, N)); % 高斯白噪声 r = s + n; % 接收信号 r = r.'; % 转置，方便下一步计算 %% 多进制调制信号软输出检测 tau = 1.7; % 判决门限 for j = 1:N if real(r(j)) < -tau b_hat(j) = 0; elseif real(r(j)) < 0 b_hat(j) = 1; elseif real(r(j)) < tau b_hat(j) = 2; else b_hat(j) = 3; end end s_hat = 2b_hat-(M-1); % 解调结果 %% 计算误符号率和误比特率 err_symbols(i) = sum(s~=s_hat)/N; % 误符号率 err_bits(i) = err_symbols(i)log2(M); % 误比特率 end %% 绘制性能曲线 Pb_simb = err_bits; % 仿真误比特率 Pb_sims = err_symbols; % 仿真误符号率 figure semilogy(SNR, Pb_simb, 'b-', 'LineWidth', 2); hold on semilogy(SNR, Pb_sims, 'g-', 'LineWidth', 2); hold off grid on xlabel('SNR (dB)'); ylabel('Pb'); legend('理论误比特率曲线','理论误符号率曲线','仿真误比特率曲线','仿真误符号率曲线'); title('4PAM调制在高斯信道下的性能曲线'); 在这个程序基础上绘制4PAM理论误码率和理论误比特率曲线

可以使用Q函数和理论公式计算4PAM的理论误码率和理论误比特率。代码如下：

clear all; close all; clc;

%% 参数设置
M = 4; % 调制阶数
Eb = 1; % 参考能量
SNR = 0:1:14; % 信噪比范围

%% 计算理论误码率和误比特率
Pb_theory = 2*(1-1/sqrt(M))*qfunc(sqrt(3*Eb/(M-1)./10.^(SNR/10))); % 理论误码率
Pb_theory(Pb_theory<1e-6) = 1e-6; % 防止Pb为0
Pb_theory_log = log10(Pb_theory); % 以对数形式展示Pb

Pb_bits_theory = Pb_theory*log2(M); % 理论误比特率
Pb_bits_theory(Pb_bits_theory<1e-6) = 1e-6; % 防止Pb_bits为0
Pb_bits_theory_log = log10(Pb_bits_theory); % 以对数形式展示Pb_bits

%% 绘制性能曲线
figure
semilogy(SNR, Pb_theory_log, 'r-', 'LineWidth', 2); hold on
semilogy(SNR, Pb_bits_theory_log, 'm-', 'LineWidth', 2); hold off
grid on
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('Pb and Pb_bits (log10)');
legend('理论误码率曲线', '理论误比特率曲线');
title('4PAM调制在高斯信道下的性能曲线');

运行程序后，将得到4PAM调制在高斯信道下的理论误码率和理论误比特率曲线。

MATLAB程序% 4PAM调制信号在高斯信道下的性能仿真 clear all; close all; clc %% 参数设置 N = 1e6; % 参考帧数 Eb = 1; % 参考能量 M = 4; % 调制阶数 %% 产生调制信号 b = randi([0 M-1], 1, N); % 随机产生0~M-1的整数 s = 2b-(M-1); % 4PAM调制信号 %% 产生高斯白噪声信号 SNR = 0:1:14; % 信噪比范围 Es = Eblog2(M); % 符号能量 for i = 1:length(SNR) N0 = Es/(10^(SNR(i)/10)); % 噪声功率 n = sqrt(N0/2)(randn(1, N)+1jrandn(1, N)); % 高斯白噪声 r = s + n; % 接收信号 r = r.'; % 转置，方便下一步计算 %% 多进制调制信号软输出检测 tau = 1.628; % 判决门限 for j = 1:N if real(r(j)) < -tau b_hat(j) = 0; elseif real(r(j)) < 0 b_hat(j) = 1; elseif real(r(j)) < tau b_hat(j) = 2; else b_hat(j) = 3; end end s_hat = 2b_hat-(M-1); % 解调结果 %% 计算误符号率和误比特率 err_symbols(i) = sum(s~=s_hat)/N; % 误符号率 err_bits(i) = err_symbols(i)log2(M); % 误比特率 end %% 绘制性能曲线 Pb_theory = qfunc(sqrt(3log2(M)/(M^2-1)10.^(SNR/10))); % 理论误比特率 Pb_simb = err_bits; % 仿真误比特率 Pb_sims = err_symbols; % 仿真误符号率 figure semilogy(SNR, Pb_theory, 'r-o', 'LineWidth', 2); hold on semilogy(SNR, Pb_symbols, 'm-o', 'LineWidth', 2); hold on semilogy(SNR, Pb_simb, 'b-', 'LineWidth', 2); hold on semilogy(SNR, Pb_sims, 'g-', 'LineWidth', 2); hold off grid on xlabel('SNR (dB)'); ylabel('Pb'); legend('理论误比特率曲线','理论误符号率曲线','仿真误比特率曲线','仿真误符号率曲线'); title('4PAM调制在高斯信道下的性能曲线'); 添加一个绘制理论误符号率的曲线

可以参考下面的代码实现：

%% 绘制性能曲线
Pb_theory = qfunc(sqrt(3*log2(M)/(M^2-1)*10.^(SNR/10))); % 理论误比特率
Ps_theory = 2*(1-1/sqrt(M))*Pb_theory; % 理论误符号率
Pb_simb = err_bits; % 仿真误比特率
Ps_sims = err_symbols; % 仿真误符号率

figure
semilogy(SNR, Pb_theory, 'r-o', 'LineWidth', 2); hold on
semilogy(SNR, Ps_theory, 'k-o', 'LineWidth', 2); hold on
semilogy(SNR, Pb_simb, 'b-', 'LineWidth', 2); hold on
semilogy(SNR, Ps_sims, 'g-', 'LineWidth', 2); hold off
grid on
xlabel('SNR (dB)'); ylabel('Pb / Ps');
legend('理论误比特率曲线','理论误符号率曲线','仿真误比特率曲线','仿真误符号率曲线');
title('4PAM调制在高斯信道下的性能曲线');

其中，我们新增了计算理论误符号率的代码，并在绘图中添加了相应的曲线。注意，在计算理论误符号率时，我们采用了公式：

$$
P_s = 2\left(1-\frac{1}{\sqrt{M}}\right)P_b
$$

其中，$P_s$ 表示误符号率，$P_b$ 表示误比特率，$M$ 表示调制阶数，这个公式适用于多进制调制。