用中文解释bits = randi([0,3],1,N); symbols = qammod(bits,4);

时间: 2023-06-02 16:02:02 浏览: 167
bits = randi([0,3],1,N) 表示生成一个长度为N的随机二进制序列,每个二进制数的取值范围在0到3之间。 symbols = qammod(bits,4) 表示将这个二进制序列转化成4-ary QAM调制的符号序列。QAM调制是一种常用的数字调制方式,4-ary QAM调制表示每个符号有4个取值,符号序列的长度为N/2。
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clear all; %% 参数设置 M = 4; % 调制阶数 N = 1e5; % 仿真比特数 SNRdB = 0:1:14; % 信噪比范围 Es = 1; % 符号能量 Eb = Es / log2(M); % 比特能量 sigma = sqrt(Es ./ (2 * 10 .^ (SNRdB/10))); % 噪声标准差 %% 信源产生信息比特 bits = randi([0, 1], 1, N); %% 调制 symbols = zeros(1, N/2); for i = 1:N/2 if bits(2i-1)==0 && bits(2i)==0 symbols(i) = -3; elseif bits(2i-1)==0 && bits(2i)==1 symbols(i) = -1; elseif bits(2i-1)==1 && bits(2i)==0 symbols(i) = 1; elseif bits(2i-1)==1 && bits(2i)==1 symbols(i) = 3; end end %% 信道 noises = randn(1, N/2) .* sigma; received = symbols + noises; %% 接收端检测 LLR = zeros(1, N); for i = 1:N/2 LLR(2i-1) = received(i) / sigma(find(SNRdB==SNRdB(i))); LLR(2i) = LLR(2i-1); end %% 将检测结果与信源原始信息比较计算误符号率和误比特率 BER = zeros(size(SNRdB)); SER = zeros(size(SNRdB)); for i = 1:length(SNRdB) % 接收端检测 noises = randn(1, N/2) . sigma(i); received = symbols + noises; LLR = zeros(1, N); for j = 1:N/2 LLR(2j-1) = received(j) / sigma(i); LLR(2j) = LLR(2j-1); end % 软判决译码 bits_hat = zeros(1, N); for j=1:N/2 if LLR(2j-1)>0 bits_hat(2j-1) = 1; end if LLR(2j)>0 bits_hat(2j) = 1; end end % 统计误码率 BER(i) = sum(bits~=bits_hat) / N; SER(i) = sum(symbols~=received) / (N/2); end %% 作图 semilogy(SNRdB, SER, 'k-o', 'linewidth', 2); hold on; semilogy(SNRdB, qfunc(sqrt(210.^(SNRdB/10))), 'r', 'linewidth', 2); grid on; xlabel('SNR(dB)'); ylabel('Symbol Error Rate'); legend('Simulation', 'Theory'); 这个程序出现了错误使用 .* 矩阵维度必须一致。 出错 Untitled (第 29 行) noises = randn(1, N/2) .* sigma; 错误,请更改形成新的MATLAB程序

根据错误提示,矩阵维度必须一致,说明 `sigma` 的维度与 `randn(1, N/2)`同。可以使用 `repmat` 函数将 `sigma` 扩展到与 `randn(1, N/2)` 维度相同的矩阵,如下所示: ``` noises = randn(1, N/2) .* repmat(sigma', 1, N/2); ``` 将该代码替换原来的 `noises` 行即可。

%生成随机二进制码 bits = randi([0 1],1,N); %二进制编码到4-PAM符号映射 for k=1:length(bits)/2 if bits(2*k-1)==0 && bits(2*k)==0 symbols(k)=-3; elseif bits(2*k-1)==0 && bits(2*k)==1 symbols(k)=-1; elseif bits(2*k-1)==1 && bits(2*k)==1 symbols(k)=3; else symbols(k)=1; end end %计算AWGN噪声样本标准差 EsN0 = 10^(EsN0/10); N0 = 1/(2*R*EsN0); sigma = sqrt(N0/2); %生成AWGN噪声向量,与信号相加即可 noise = sigma*randn(1,length(symbols)); received = symbols + noise; local_code = [-3 0; -1 -2; 1 2; 3 0]; %相关器输出 for k=1:N/2 r = received(2*k-1:2*k); correlations = sum(repmat(r,4,1).*local_code,2); [Y, I] = max(correlations); decisions(k) = local_code(I,1); end %统计错误个数 num_errors = sum(abs(decisions-symbols(1:length(decisions)))>0); %计算误码率和误符号率 bit_error_rate = num_errors/N; symbol_error_rate = bit_error_rate/log2(M); %绘制误码率曲线 figure(1); semilogy(EsN0dB,theory_ber,'k-',EsN0dB,BER,'ro'); axis([0 15 1e-6 1]) xlabel('E_s/N_0 (dB)'); ylabel('BER'); legend('Theoretical','Simulation');

这段代码是用来模拟基于4-PAM调制的数字通信系统,并计算误码率和误符号率的。其中,随机生成长度为N的二进制码,将其映射到4-PAM符号集合中,然后加入AWGN噪声,接收端对接收到的信号进行相关运算,得到最接近的符号作为决策,并统计误码率和误符号率。最后,使用semilogy函数绘制误码率曲线,并将仿真结果与理论结果进行比较。
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clear close all % clc channel = nrTDLChannel; channel.Seed = 0; channel.DelayProfile = "TDL-A"; channel.DelaySpread = 30e-9; channel.MaximumDopplerShift = 50; channel.NumTransmitAntennas = 1; channel.NumReceiveAntennas = 1; % 采样率与OFDM参数对齐 channel.SampleRate = 30.76e6; channel.RandomStream = 'mt19937ar with seed'; % 固定随机种子 %% 参数设置 N = 612; % 子载波数量 cp_len = 40; num_symbols = 14; mod_order = 16; % 导频配置 pilot_symbol_indices = [3, 12]; % 导频符号位置(TypeA位置+附加位置) pilot_interval = 6; % 每组间隔6子载波 pilot_group = [1,2]; % 每组前2子载波为导频 % 生成导频子载波索引(满足:连续2导频 + 间隔4子载波) pilot_subcarriers = []; for k = 0:pilot_interval:(N-max(pilot_group)) current_group = k + pilot_group; pilot_subcarriers = [pilot_subcarriers current_group]; end pilot_subcarriers = unique(pilot_subcarriers(pilot_subcarriers <= N)); num_pilot_subcarriers = length(pilot_subcarriers); %% 1. 生成随机数据(排除导频位置) % 创建数据掩码矩阵 data_mask = true(N, num_symbols); for i = 1:length(pilot_symbol_indices) data_mask(pilot_subcarriers, pilot_symbol_indices(i)) = false; end total_data_symbols = sum(data_mask(:)); num_bits = total_data_symbols * log2(mod_order); tx_bits = randi([0 1], num_bits, 1); %% 2. QAM调制数据 tx_data_symbols = qammod(tx_bits, mod_order, 'InputType', 'bit', 'UnitAveragePower', true); %% 3. 构建OFDM矩阵并插入导频 tx_symbols_matrix = zeros(N, num_symbols); tx_symbols_matrix(data_mask) = tx_data_symbols; % 生成QPSK导频符号 pilot_bits = randi([0 1], 2*num_pilot_subcarriers*length(pilot_symbol_indices), 1); pilot_symbols = qammod(pilot_bits, 4, 'InputType', 'bit', 'UnitAveragePower', true); pilot_symbols = reshape(pilot_symbols, num_pilot_subcarriers, []); % 插入导频到指定位置 for i = 1:length(pilot_symbol_indices) sym_idx = pilot_symbol_indices(i); tx_symbols_matrix(pilot_subcarriers, sym_idx) = pilot_symbols(:,i); end tx_pilot = pilot_symbols; % 新增:存储发送的导频符号 %% 4. IFFT变换 tx_time = ifft(tx_symbols_matrix, N); %% 5. 添加循环前缀 tx_with_cp = [tx_time(end-cp_len+1:end, :); tx_time]; %% 6. 并串转换 ofdm_signal = tx_with_cp(:); % 转换为列向量 y=ofdm_signal;%输入信号 y1=channel(y); % SNR = 20; % 示例SNR值(单位dB) % y1 = awgn(y1, SNR, 'measured'); % 在卷积后添加噪声 N1 = length(y1); % 信号长度,假设 x 是输入信号 SNR = 10; % 使用训练时的最大SNR signal_power = mean(abs(y1).^2); % 测量信号实际功率 N0 = sqrt(signal_power/(2*SNR)); % 适用于复高斯噪声 noise = N0*(randn(size(y1)) + 1i*randn(size(y1)))/sqrt(2); y1 = y1 + noise; % 在信道输出后添加精确控制的高斯噪声 theoretical_ber = berawgn(SNR, 'qam', mod_order); fprintf('理论误码率: %.4f\n', theoretical_ber);这是第一段代码,两端代码是一个程序

clc; clear; close all; %% 参数设置 Nr = 64; % 接收天线数 Nt = 16; % 发射天线数 snr_dB = -10:2:20; % 信噪比范围 num_symbols = 1000; % 每个SNR点的传输符号数 mod_order = 4; % QPSK调制 bits_per_symbol = log2(mod_order); %% 预分配存储 ber = zeros(size(snr_dB)); %% 主仿真循环 for snr_idx = 1:length(snr_dB) current_snr_dB = snr_dB(snr_idx); SNR_linear = 10^(current_snr_dB / 10); sigma_n = sqrt(1 / (2 * SNR_linear)); % 噪声标准差 error_count = 0; total_count = 0; for sym = 1:num_symbols %% 生成随机比特流 bits = randi([0 1], Nt * bits_per_symbol, 1); %% QPSK调制 symbols = bi2de(reshape(bits, [], bits_per_symbol), 'left-msb'); tx_symbols = pskmod(symbols, mod_order, pi / 4, 'gray'); %% 生成瑞利衰落信道 H = (randn(Nr, Nt) + 1i * randn(Nr, Nt)) / sqrt(2); %% 生成噪声 noise = sigma_n * (randn(Nr, 1) + 1i * randn(Nr, 1)); %% 接收信号 y = H * tx_symbols + noise; %% MMSE检测 W = (H' * H + (1 / SNR_linear) * eye(Nt)) \ H'; x_hat = W * y; %% QPSK解调 rx_symbols = pskdemod(x_hat, mod_order, pi / 4, 'gray'); %% 转换回比特流 rx_bits = reshape(de2bi(rx_symbols, bits_per_symbol, 'left-msb')', [], 1); %% 误码统计 error_count = error_count + sum(bits ~= rx_bits); total_count = total_count + length(bits); end ber(snr_idx) = error_count / total_count; fprintf('SNR = %d dB, BER = %.4e\n', current_snr_dB, ber(snr_idx)); end %% 绘制结果 figure; semilogy(snr_dB, ber, 'b-o', 'LineWidth', 2); grid on; xlabel('SNR (dB)'); ylabel('BER'); title('MMSE检测的BER-SNR'); legend('MMSE检测'); 检查代码,给出正确代码

% 4PAM调制信号在高斯信道下的性能仿真 clear; % 参数设置 M = 4; % 调制阶数 Eb = 1; % 符号能量 Es = Eb * log2(M); % 平均符号能量 N0 = 1; % 单边噪声功率谱密度 SNRdBs = 0:14; % 信噪比范围 SNRs = 10.^(SNRdBs/10); % 信噪比 numBits = 1e6; % 仿真比特数 numTrials = 100; % 重复试验次数 % 产生随机比特序列 bits = randi([0 1], 1, numBits); % 4PAM调制 symbols = pammod(bits, M); % 仿真误符号率和误比特率 simBERs = zeros(size(SNRs)); simSERs = zeros(size(SNRs)); for i = 1:length(SNRs) SNR = SNRs(i); sigma = sqrt(Es/(2*SNR)); % 噪声标准差 numErrors = 0; numBits = 0; for j = 1:numTrials % 加入高斯白噪声 received = symbols + sigma * randn(size(symbols)); % 4PAM解调 detected = pamdemod(received, M); % 统计误符号数和误比特数 numErrors = numErrors + sum(detected ~= bits); numBits = numBits + length(bits); end simBERs(i) = numErrors / numBits; simSERs(i) = simBERs(i) * log2(M); end % 理论误符号率和误比特率 theoryBERs = 2*(1-1/sqrt(M))*qfunc(sqrt((3*SNRs)/(2*sqrt(M-1)))); theorySERs = 2*(M-1)/M*theoryBERs; % 画图比较 figure; semilogy(SNRdBs, theoryBERs, '-.', 'LineWidth', 2); hold on; semilogy(SNRdBs, simBERs, 'o-', 'LineWidth', 2); grid on; xlabel('SNR (dB)'); ylabel('BER'); legend('Theory', 'Simulation'); title(sprintf('4PAM in AWGN Channel)', 10*log10(Eb/N0))); figure; semilogy(SNRdBs, theorySERs, '-.', 'LineWidth', 2); hold on; semilogy(SNRdBs, simSERs, 'o-', 'LineWidth', 2); grid on; xlabel('SNR (dB)'); ylabel('SER'); legend('Theory', 'Simulation'); title(sprintf('4PAM in AWGN Channel', 10*log10(Eb/N0)));求其在4PAM下的误码率和误符号率

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