等增益合并技术EGC系统的仿真设计

1、摘要无线通信的最终目标是提供广泛的个人和多媒体通信。新型无线通信业务的不断增长，使得无线频谱资源日益稀缺。为了满足未来移动通信系统对大容量、高速率的需求，提高频谱利用率，学术界提出了多天线发射和多天线接收。输出(MIMO)系统的概念。理论研究表明， MIMO系统可以大大提高信道容量。要实现一个MIMO系统，非常需要优秀的接收技术，而且使用的参数远远超过传统的单输入单输出（SISO）信道，因此接收端检测算法的复杂度显着增加。单天线发射-多天线接收 (SIMO) 是 MIMO 的一个特例，也是本文所基于的通信模型。本文主要内容安排如下：简要介绍了MIMO系统和天线分集接收技术，并对本文的研究工作进

2、行了总结。简要介绍了四种接收机分集技术，重点是等增益组合（EGC）和最大比组合（MRC）。介绍了MATLAB语言的使用。在接收端采用等增益合成技术（EGC）时的系统性能是通过计算机仿真得到的，当使用不同数量的接收天线时。本文的结论。关键词：多输入多输出系统（MIMO） ，分集技术，等增益组合（EGC），最大比组合（MRC）目录 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc106511092 摘要 PAGEREF _Toc106511092 h 1 HYPERLINK l _Toc106511093 摘要 PAGEREF _Toc106511093 h 2 HYPERLINK l

3、 _Toc106511094 第一章绪论 PAGEREF _Toc106511094 h 5 HYPERLINK l _Toc106511095 1.1 MIMO系统的概念与发展状况 PAGEREF _Toc106511095 h 5 HYPERLINK l _Toc106511096 1.2实用空间分集技术介绍 PAGEREF _Toc106511096 h 7 HYPERLINK l _Toc106511097 1.3论文内容介绍 PAGEREF _Toc106511097 h 9 HYPERLINK l _Toc106511098 第 2 章 接收机分集技术 PAGEREF _Toc10

4、6511098 h 10 HYPERLINK l _Toc106511099 2.1四种接收机分集技术介绍 PAGEREF _Toc106511099 h 10 HYPERLINK l _Toc106511100 2.1.1选择梳理10_ PAGEREF _Toc106511100 h _ HYPERLINK l _Toc106511101 2.1.2切换梳理 PAGEREF _Toc106511101 h 10 HYPERLINK l _Toc106511102 2.1.3最大比率梳理 PAGEREF _Toc106511102 h 11 HYPERLINK l _Toc106511103

5、2.1.4 等增益 PAGEREF _Toc106511103 h 梳理11 HYPERLINK l _Toc106511104 2.2等增益组合的具体算法 PAGEREF _Toc106511104 h 11 HYPERLINK l _Toc106511105 2.3最大比值组合14的具体算法 PAGEREF _Toc106511105 h HYPERLINK l _Toc106511106 MATLAB语言 PAGEREF _Toc106511106 h 原理介绍17 HYPERLINK l _Toc106511107 3.1 MATLAB语言的由来 PAGEREF _Toc1065111

6、07 h 17 HYPERLINK l _Toc106511108 MATLAB语言与其他语言 PAGEREF _Toc106511108 h 的异同18 HYPERLINK l _Toc106511109 3.3实现卷积代码性能仿真的MATLAB语句 PAGEREF _Toc106511109 h 19 HYPERLINK l _Toc106511110 3.4 、 MATLAB仿真工具SIMULINK PAGEREF _Toc106511110 h 24 HYPERLINK l _Toc106511111 第4章等增益组合的计算机仿真性能 PAGEREF _Toc106511111 h 2

7、6 HYPERLINK l _Toc106511112 4.1系统框图 PAGEREF _Toc106511112 h 26 HYPERLINK l _Toc106511113 4.2编程 PAGEREF _Toc106511113 h 26 HYPERLINK l _Toc106511114 4.2.1 2 个接收天线 PAGEREF _Toc106511114 h 的性能仿真26 HYPERLINK l _Toc106511115 4根天线 PAGEREF _Toc106511115 h 的性能仿真28 HYPERLINK l _Toc106511116 4.2.3 6根天线 PAGERE

8、F _Toc106511116 h 的性能仿真30 HYPERLINK l _Toc106511117 第 5 章 结论 PAGEREF _Toc106511117 h 34 HYPERLINK l _Toc106511118 至 PAGEREF _Toc106511118 h 35 HYPERLINK l _Toc106511119 参考文献 PAGEREF _Toc106511119 h 36第一章介绍在过去的几十年里，经历了从模拟通信到数字通信，从FDMA到TDMA再到CDMA的发展过程，前后经历了3次技术更新。目前，学术界正在对第四次技术更新进行全面深入的研究，而MIMO作为这一技术跨

9、越的研究热点，越来越受到关注。1.1 MIMO系统的概念与发展多输入多输出（ MIMO ）系统是在无线通信智能天线技术编制依据上发展起来的。传输与日益紧张的频谱资源之间的矛盾。与智能天线技术不同的是，MIMO系统中任何一个发射天线到任何一个接收天线的无线信道都是相互独立的或几乎没有相关性。性。早在1970 年代就有人提出在通信系统中使用 MIMO 技术，但在1990 年代AT&T 贝尔实验室的学者完成了在无线移动通信系统中大力推动 MIMO 技术编制依据性工作。 1995年Telatar给出了瑞利衰落情况下的MIMO容量， 1996年Foschini提出了MIMO处理算法，Diagonal-B

10、ell Labs Layered Space-Time (D-BLAST)算法； 1998 年， Tarokh Gang 等人讨论了MIMO 系统的空时码； 1998 年Wolniansky 等人。使用Vertical-Bell Labs分层空时（V-BLAST）算法建立了MIMO实验系统，在实验室实验中达到了20bps/Hz以上的频谱利用率，在普通系统中是极难达到的。多径通常会引起衰落，这在普通通信系统中是非常不利的。但对于M1M0系统，多径可以作为一个有利因素。图1.1显示了 MIMO 系统的示意图。 MIMO 技术在发射器和接收器处使用多个天线。一些必要的时空处理被发送到天线进行传输。数

11、据符号的恢复。通常，为了保证每个子数据符号流能够有效分离，每个天线之间必须保持足够大的距离（通常需要半个载波波长以上），以防止接收信号之间过度相关。由于子数据符号流同时发送到信道，它们共享相同的频带，因此没有增加带宽。如果发射天线和接收天线之间的响应是独立的，那么 MIMO 系统可以创建并行的空间信道，通过这些信道独立地传输数据符号，当然可以提高数据速率。MIMO技术能够提高容量和性能的主要原因是充分利用空间资源。 1940年代后期，贝尔实验室提出蜂窝的概念，并在1970年代付诸实践，成功研制出世界上第一个蜂窝。图1.1 MIMO系统示意图蜂窝移动通信系统AMPS改变了人们对空间资源利用的观念

12、；后来，研究人员进一步提出了微小区、微微小区等小区划分的概念，并成功地将其应用到了GSM和CDMA系统中。进一步增加系统容量，通过空间分集提高接收性能；但由于不能盲目分裂小区，在大容量需求的情况下，小区分裂的想法变得不可行，采用空间传输分集技术进行改进。高容量智能天线、 MISO 、MIMO等各种时空联合处理技术是进一步提高系统容量和频谱效率的有效措施。系统容量是指通信系统在一定信噪比下所能达到的最大传输速率，是衡量通信系统的重要指标之一。对于具有M个发送和N个接收的MIMO系统。假设信道是独立的瑞利衰落，系统的容量可以表示为：(1.1)其中，为接收端平均信噪比， H =( h nm)为信道矩

13、阵，其元素h nm为发射天线M到接收天线N的信道衰落系数。当M和N较大时，信道容量C近似为：(1.2)其中，为接收端的平均信噪比。与SISO信道的容量公式相比，可以看出MIMO系统的信道容量随着天线数量的增加呈线性增加。也就是说， MIMO技术可以在不增加带宽和天线发射功率的情况下，使无线信道容量翻倍，频谱利用率成倍增长。图1.2是在发射和接收天线数量不断增加的情况下，MIMO信道容量随信噪比变化的示意图。显然，多输入多输出对于提高无线通信系统的容量具有很大的潜力。时间和频率是一维资源，空间是三维资源。如果信号的空间资源是如果充分利用，潜力是巨大的。从移动通信的发展历程可以看出， MIMO技术

14、的出现是人们对空间资源逐步开发利用的必然结果，因为MIMO系统比以往的智能天线等方式效率更高。可以充分利用空间资源。总之， MIMO技术的优势主要在于通过多天线的配置，充分利用信号的空间资源，从而达到提高系统容量的目的。在无线频谱资源紧缺的情况下，MIMO技术无疑是为了提高频谱。利用率和数据传输率的有效方法之一。图 1.2 MIMO 信道容量目前，虽然第三代移动通信系统的速率可以比第二代移动通信系统快很多，但仍不能满足未来多媒体通信的需要。在下一代移动通信系统中，为了提高系统速率，需要对一系列关键技术进行研究，这将大大增加移动台和基站的软硬件实现复杂度。研究表明，配备多根天线的移动台的复杂性远

15、高于单根天线。因此，虽然MIMO技术可以在不增加带宽和总发射功率的情况下，大幅度提高系统容量、频段利用率和接收机性能，但在实际过程中仍有许多具体问题亟待解决。1.2 实用空间分集技术介绍我们在此引入实用空间分集技术的概念，主要是因为本文要关注的问题等增益合成技术是一种实用的空间分集技术。分集的概念可以简单解释如下： 分集技术是通信中一种强大的接收技术，可以以相对较低的投资大大提高无线链路性能。通过在自然无线传播环境中发现和利用独立的（或至少高度不相关的）多径信号来实现多样性。如果一个无线传播路径中的信号已经经历过深度衰落，而另一条相对独立的路径可能仍然包含强信号，则可以在多径信号中选择两个或多

16、个信号进行合并，这样做的好处是既提高了瞬时信噪比和接收端的平均信噪比，通常可以提高20dB到30dB。分集技术可以分为时间分集、频率分集和空间分集。空间分集，又称天线分集，是无线通信中使用最多的分集形式，分为接收机分集、发射机分集和发射机/接收机组合分集。我们即将讨论的 Equal Gain Combining EGC（也称为 Equal Gain Diversity）是接收机分集的一种。传统无线蜂窝系统的发射器和接收器天线由一个非常高的基站天线和一个靠近地面的移动台天线组成。在该系统中，不能保证发射机和接收机之间存在直线路径，移动台周围物体的大量散射可能导致信号发生瑞利衰落。鉴于上述情况，我

17、们推断，如果天线之间的间隔距离等于或大于半波长，则来自不同天线的接收信号包络将基本不相关。天线分集的概念也用于基站设计。在每个小区的中心，配备多个基站接收天线，用于分集接收。但是，由于移动台靠近地面，容易产生严重的信号散射，因此基站处的分集天线必须相隔相当远（通常为波长的几十倍）才能实现信号不相关。空间分集可用于移动台和基站，或两者。图 1.3 显示了空间分集的一般框图。图 1.3 空间分集总体结构图空间分集技术中的接收机分集按接收方式可分为以下四类：选择梳理切换梳理最大比率梳理等增益梳理我们在本文中简要介绍了以下四种分集技术，然后在比较最大比合并和等增益分集编制依据上，重点讨论等增益分集。1

18、.3 论文内容介绍本文的主要任务是在研究讨论了几种多天线接收技术编制依据上，对等增益合成技术（EGC）进行了探讨，并在计算机上进行了仿真实验，分析了等增益合成技术的性能特点。考虑到讨论的复杂性，本文描述的等增益组合技术的系统模型为单天线发射-多天线接收（SIMO），这也是多天线发射-多天线的一种特殊情况。接收技术（MIMO）。第二章接收机分集技术无论采用何种接收技术，主要目的都是为了减少衰落和干扰来与噪声相比较确定发送信号的影响。我们将首先简要介绍四种空间分集接收方法：选择性合并、切换合并、最大比合并（MRC）和等增益合并（EGC）。然后关注等增益分集（EGC），最大比合并（MRC） 。2.1

19、 四种接收机分集技术介绍2.1.1 选择梳理选择性组合是接收机分集技术中最简单的分集技术，其结构类似于图1.3。这种分集有M个解调器来解调M个分支，可以控制每个分支的增益，使每个分支的平均SNR相等，将瞬时SNR最高的分支连接到解调器。但在实际应用中，由于信噪比难以测量，实际采用(S+N)/N作为参考。此外，实际的选择分集系统不能在瞬时 SNR 基础上运行，但必须设计为选择电路的部分时间常数小于信号衰落率的倒数。2.1.2 交换梳开关合并与选择性合并非常相似，但它不是总是使用具有最佳分支数的 M 个分支，而是按固定顺序扫描 M 个分支，直到发现一个分支的信号超过预设值。阈值，然后该信号将被选择

20、并发送到接收器。一旦该信号低于阈值，扫描过程将恢复。与其他方法相比，其抗衰落统计性能稍差。但这种方法的优点是非常容易实现只需要一个接收器，其结构如图2.1所示。图 2.1 扫描分集的基本形式2.1.3 最大比率梳理这种方法最早是由卡恩提出的。它对M个信号进行加权，权重由每个信号对应的信号电压与噪声功率的比值决定。图2.2是它的结构图。由于每个信号在叠加时都要求同相（不同于选择性合路），因此每个天线通常都有自己的接收器和相位调制电路。最大比合并的输出信噪比等于各通道信噪比之和。因此，即使每个信号差到无法单独解出一个信号，最大比合并算法仍然可以合成出满足信噪比要求且可以解调的信号。在所有已知的线性

21、分集组合方法中，该方法具有最好的抗衰落统计特性。目前的DSP技术和数字接收技术都在逐渐采用这种最优分集方式。图 2.2 最大比率合并2.1.4 等增益梳理在某些情况下，由于需要最大比合并来生成可变权重是不方便的，因此会出现等增益合并。这种方法也是将各支路的信号叠加在同一相位，但加权时各支路的权重是相等的。这样一来，接收端仍然可以使用同时接收到的信号，而且接收端能够从大量无法解调的信号中合成一个解调信号的概率还是很高的，其性能只有一点点比最大比率组合差，但选择多样性要好得多。其结构图与最大比例合并类似。2.2等增益合路的具体算法使用EGC ，第 i个子载波上的增益因子可以选择为：(2.1)这种方

22、法只考虑相位偏移，没有考虑信道幅度衰减对接收信号的影响，实现起来比较简单。采用该方法后，决策变量可表示为：(2.2)其中噪声可以近似为均值为零的高斯随机变量，其方差为：(2.3)制作( 2.4 )因为 a j, b j, j=0, 1, . , N/2-1 是一个独立同分布（瑞利分布）的随机变量。由中心极限定理可知，I包括(M-1)N个独立同分布的随机变量，所以I是一个高斯变量。(2.5)(2.6)由式（2.2）可以看出，决策时的错误概率取决于信号的幅度、干扰和噪声。假设a o=-1，决策错误概率为：(2.7)因为a m 取1 和-1 的概率相同，可以看出将-1 判断为1 的错误概率等于平均误

23、码率（BER）。由于干扰项和噪声项是独立的高斯变量，它们的和也是一个均值为0，方差为两者之和的高斯变量。顺序，也就是(2.8)用互补误差函数对其进行变换：(2.9)得到(2.10)将方程（2.3）和（2.6）代入上述方程，我们得到：(2.11)为了获得平均误差概率的表达式，等式（2.10）必须对幅度进行平均。当使用不同的逼近时，可以得到不同的分布，使用中心极限定理CLT来逼近。(2.12)使用 CLT 近似时的误码率简化：(2.13)使用上面的公式可以得到：(2.14)使平均信噪比(2.15)但(2.16)2.3 最大比合并的具体算法MRC 方案将接收信号乘以增益系数，增益系数相当于接收信号的

24、平方。增益系数如下：(2.17)使用MRC的考虑是接收到的幅度比较大的信号中包含的噪声比较小，取幅度的平方相当于增强了这种效果。对应的判断是：(2.18)噪声可以近似为均值为零的高斯随机变量，其方差为：(2.19)在分析 EGC 时，I 也包含 (M-1) N 个独立同分布的随机变量，因此 I 可以近似为均值为零的高斯随机变量：(2.20)(2.21)在(2.22)将方程（2.19）和（2.21）代入方程（2.10），我们得到：(2.23)使用 CLT 近似后(2.24)根据公式（2.23），可得（2.24）：(2.25)将式（2.15）代入上式，可得：(2.26)第三章 MATLAB语言原理

25、介绍3.1 MATLAB语言的由来MATLAB 名称是 MAtrix 和 LABoratory 的前三个字母的组合。它是 HYPERLINK %20%20%20%20:/%20%20%20%20mathworks%20%20%20%20 MathWorks于1982年推出的一套高性能数值计算和可视化数学软件。被誉为“巨人肩膀上的工具”。因为使用Matlab编程运算完全符合人们的科学计算思想和表达方式，所以掌握起来并不像学习Basic、Fortran、C等其他高级语言那么难。用Matlab编写程序就像在微积分上排列公式一样纸。和解决问题，因此也被称为微积分论文科学算法语言通用数值分析、矩阵运算、

26、数字信号处理、建模和系统控制与优化等应用程序，并将应用程序和图形集成到一个易于使用的集成环境中中间。在这种环境下，用户只需列出要解决的问题的数学表达式，并以数字或图形方式显示结果。 MATLAB的含义是矩阵实验室（MATRIX LABORATORY），主要用于方便矩阵的访问，其基本元素是不需要定义维度的矩阵。自成立以来，MATLAB 一直主导着数值计算。 MATLAB数值计算的基本单位是复数数组（或数组），这使得MATLAB高度“向量化”。经过十多年的改进和扩展，它已发展成为线性代数课程的标准工具。因为它不需要定义数组的维度，并且提供矩阵函数和特殊矩阵函数，所以解决信号处理、建模、系统识别、控

27、制和优化等领域的问题非常简单。 ，高效便捷，是其他高级语言无法比拟的。 MATLAB 安装在美国许多大学的实验室中，用于学习和研究目的。在那里，MATLAB是本科生、硕士生和博士生攻读学位必须掌握编制依据工具。 MATLAB 包含用于解决各种应用问题的工具，称为 TOOLBOX。该工具箱实际上是一系列扩展和应用 MATLAB 的 MATLAB 函数（称为 M 文件）。它可以用来解决各个学科的问题，包括信号处理、图像处理、控制系统识别、神经网络等。随着MATLAB版本的不断升级，它所包含的工具箱的功能也越来越丰富.因此，其应用范围越来越广泛，已成为各类工程师从事数值分析不可缺少的工具。MATLA

28、B 5.3 包含图形界面编辑GUI，改变了以往单一的“通过命令窗口中的文本形命令执行各种操作”的情况。这允许用户执行一般的可视化程序编辑，如 VB VC VJ DELPHI 等。在命令窗口（matlab 命令窗口）中，键入 simulink，出现（SIMULINK）窗口。以往非常困难的系统仿真问题，只要用 SIMULINK 鼠标拖动即可轻松解决，这也是近期备受关注的原因。3.2 MATLAB语言与其他语言的异同上一章介绍了等增益合成基本原理的相关理论。这些都是理论计算部分。为了将这部分变成可用于分析的可见数据结果，必须使用模拟方法。在科学计算领域， FORTRAN语言一直名列前茅，但FORTR

29、AN语言在应用方面也有其自身的不足，比如编程复杂、代码不直观。这样，编程简单、直观、功能强大的语言和仿真环境就会越来越被人们所接受。Matlab就是这样的选择，因为它具有以下特点。语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。 Matlab程序编写形式自由，利用其丰富的库函数避免复杂的子程序编程任务，压缩所有不必要的编程工作。由于库函数由该领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。可以说，用MATLAB进行科技开发，是站在专家的肩膀上。用FORTRAN或C编程可能很麻烦，尤其是在矩阵运算和绘图方面。例如，如果用户想要求解线性代数方程，他必须编写一个块来读取数据，然后编写一个块来使用求解线性方程组

30、的算法来求解方程（例如追赶法） ，最后输出计算结果。在求解过程中，最麻烦的部分是计算第二部分。求解线性方程的麻烦在于循环矩阵的元素、选择稳定的算法以及调试代码。即使有一些源代码，用户也会觉得麻烦，运行的稳定性也无法保证。如果你使用MATLAB语言，非常方便，只需要几个简单的句子。 运营商丰富。由于MATLAB是用C语言编写的，因此MATLAB提供的运算符几乎与C 语言一样多，灵活使用 MATLAB的运算符会使程序非常简短。 MATLAB不仅具有结构化的控制语句（如for循环、 while循环语句） ，而且具有面向对象编程的特点。语法限制不严格，程序设计自由度大。例如，在MATLAB中，用户不需

31、要定义要使用的矩阵。 程序的可移植性非常好，基本无需修改即可运行在各种类型的计算机和操作系统上。 MATIAB的图形功能强大。在FORTRAN和C 语言中，绘图并不容易，但在MATL A B中，数据的可视化非常简单。 MATLAB还具有强大的图形界面编辑能力。MATL AB的缺点是与其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。由于MALAB程序不需要编译等预处理，也不生成可执行文件，程序是解释执行的，所以速度比较慢。 强大的工具箱是MATLAB的另一大特点。 MATLAB由两部分组成：核心部分和各种可选工具箱。核心部分有数百个核心功能。其工具箱可分为功能性工具箱和学科性工具箱两大类。功能工具箱主要用

32、于扩展其符号计算功能、图形建模与仿真功能、文字处理功能以及与硬件的实时交互。功能工具箱可用于各种学科。学科工具箱比较专业，比如控制、工具箱、信号处理工具箱、通信工具箱等，这些工具箱都是由本领域学术水平高的专家编写的。因此，用户不需要编写自己学科编制依据程序，而是直接进行高水平、精密和前沿的研究。 源程序的开放性。开放性是MATLAB 最流行的特性。除部分函数外，所有MATLAB核心文件和工具箱文件都是可读和可修改的源文件。用户可以通过修改源文件和添加自己的文件来形成新的工具箱。MATLAB被称为第四代计算机语言， MATLAB与C语言的关系类似于C语言与汇编语言的关系。由于高级语言的执行效率低

33、于汇编语言， MATLAB的执行效率低于一般高级语言，但MATLAB的编程效率远高于其他高级语言，而且它的程序可读性和可移植性也不错。与Visual Basic和Visual C相比， MATLAB的图形界面编程能力相对较弱，但对于广大在本行业花费大量时间的工程技术人员来说， MATLAB强大的库所带来的简单程序代码功能是无价的。替补角色。由于MATLAB可以轻松重现FORTRAN和C语言的几乎所有功能，并且具有强大的界面设计能力，所以即使用户不了解Visual Basic和Visual C ，即使FORTRAN和C不熟悉，也可以设计出强大的功能。 ，界面美观，稳定可靠的优质软件。3.3 实现

34、卷积代码性能仿真的MATLAB语句1.特殊变量和常量ans计算结果的变量名computer确定运行计算机eps浮点相对精度Inf无穷大虚数单位inputname输入参数名称NaN不是数字2. 运算符和特殊字符+加-减*矩阵乘法.*数组乘法（对应元素的乘法）矩阵幂.数组幂（每个元素取幂）左除或反斜杠/右除或斜杠./数组划分（对应元素划分） KronKronecker乘积()括号。小数点.继续；分号（禁止结果显示）！感叹号=赋值不等于|逻辑或 方括号.父目录,逗号（拆分多个命令） ：冒号% comment 转置或引用=等于&逻辑与3. 基本数学函数绝对值和复模数长度acot, acoth反余切,

35、反双曲余切角相角割线_atan, atanh反正切, 双曲正切atan2四象限反正切Complex构建一个复数cos, cosh余弦, 双曲余弦cot, coth余切, 双曲余切回合数固定为0Gcd最大公因数Lcm最小公倍数log2 以2为底的对数Mod签名余数复数的实部四舍五入到最接近的整数标志号Sqrt平方根4.基本矩阵和矩阵运算Blkding从输入参数构建块对角矩阵眼睛单位矩阵Linespace产生线性间隔的向量Logspace产生对数间隔的向量Numel元素Ones产生一个全为1的数组Rand均匀分布随机数和数组Rand 正态分布随机数和数组Zeros构建一个全零矩阵：（冒号）等距向量

36、Cat连接 Array Diag Diagonal Matrix 和 Matrix DiagonalFliplr 从左到右翻转矩阵Flipud从上到下翻转矩阵Repmat复制一个数组Reshape变换矩阵roy90矩阵翻转90度Tril 矩阵的下三角形Triu矩阵的上三角点向量点集Matlab 工作区中的常用命令：一、常用的窗口命令help启动在线帮助文件显示什么列出了当前目录中的相关文件类型列出M 个文件lookfor在帮助信息中搜索关键字查找函数和文件所在的目录名demo运行MATLAB演示程序path设置或查询MATLAB路径2. 关于文件及其操作的说明cd更改当前工作目录删除删除文件U

37、nix执行操作系统命令并返回结果fopen打开文件fread从文件中读取二进制数据fscanf从文件中读取格式化数据Fgetl从文件中读取行并丢弃换行符ferror查询文件输入输出错误信息fseek设置文件位置指针Prewind倒回打开的文件Fgets从文件中读取行并保留换行符Feof检查文件结束标志ftell获取文件位置指针位置Tempname创建一个临时文件名wech查找指定文件的路径tempdir返回现有临时目录的名称3.启动和退出命令quit, exit退出MATLAB环境startupMATLAB自启动文件Matlabrc启动主程序4. 管理变量工作空间的命令谁简要列出了工作区变量名

38、称Load从文件中读取变量Clear删除存储的变量和函数size查询矩阵的维度长度查询向量维度TypeView文件内容谁详细说明工作区变量名称保存列出工作区中保存的变量Pack组织工作区的存储显示矩阵和文本日记将工作区文本保存到文件Clf清除图形窗口内容3.4、 MATLAB仿真工具SIMULINK的SIMULINK 子库是用于对各种物理和数学系统进行建模和分析的软件。因为它工作在WINDOWS界面下，所以编辑和绘制控制系统框图非常方便。 MATLAB命令窗口启动SIMULINK程序后，出现的界面如下。它们是信号源、输出、离散系统库、线性系统库、非线性系统库、系统连接和扩展系统。下面分别介绍：

39、信号源程序提供八种信号源，分别是阶跃信号、正弦波信号、白噪声、时钟恒值信号、文件、信号发生器等，可直接使用。信号发生器（singal gein）可以产生正弦波、方波、锯齿波、随机信号等。信号输出程序提供三种输出模式，仿真结果可以三种模式之一输出，如仿真窗口、文件等。离散系统程序提供五种标准模式，延迟、零二极点、滤波器、传递函数、状态空间等。每种标准模式都可以轻松更改参数以匹配仿真系统。线性系统加法器、比例器、积分器、微分器、传递函数、零-二极点、状态-40控制系统仿真计算-MATLAB状态空间等七种标准模式。与离散系统一样，每种标准模式的参数都可以很容易改变以匹配模拟系统。非线性系统非线性系统

40、库提供了13种常用的标准模式，如绝对值、乘法、函数、环回特性、死区特性、斜率、继电器特性、饱和特性、开关特性等。系统连接系统连接库提供输入、输出、复用等四种模式。系统扩展考虑到各种复杂系统的需求，提供了十二种扩展系统库，每种都有不同的选择方式。第四章等增益合并的计算机仿真性能本章首先给出等增益组合接收技术的系统框图，然后利用MATLAB语言对系统的各个环节进行编程，实现等增益组合技术的计算机仿真。4.1 系统框图信源调 制信 道信 道解 调输 出 结 果加性噪声4.2 编程考虑到复杂性的问题，我们采用单天线发射和多天线接收通信系统，分别采用2天线、4天线和6天线进行程序设计。通过这种方式，可以

41、清楚地观察到使用等增益组合技术的优势。4.2.1 两根接收天线的性能仿真程序如下：A=1； （通过改变A的值来改变信噪比，A取1到15）错误=0；snr=sqrt(10(A/20);对于 k=1:10000s=兰德；如果 s0.5b=1；否则 b=-1;结尾h1=randn；h2=randn;n1=randn;n2=随机数；s1=snr*abs(h1)*b+n1 *h1/abs(h1) ;s2=snr*abs(h2)*b+n2 *h2/abs(h2) ;S=s1+s2；如果 S0;z=1；否则 z=-1;结尾如果 z=b错误=错误+1；结尾结尾误码=错误/10000我们依次输入A到1到15，可

42、以得到15个运行结果。以下程序可用于绘制曲线图：x=1: 1:15;y=0.1553,0.1478,0.1316,0.1295,0.1166,0.1074,0.0941,0.0896,0.0863,0.0777,0.0733,0.0586,0.0551,0.0523,0.0489；符号学(x,y)4.1 使用2个接收天线的仿真曲线从上图可以看出，随着信噪比的提高，误码率会降低。4.2.2 4天线性能仿真程序如下：A=1；错误=0；snr=sqrt(10(A/20);对于 k=1:10000s=兰德；如果 s0.5b=1；否则 b=-1;结尾h1=randn；h2=randn;h3=randn;

43、h4=randn;n1=randn;n2=随机数；n3=随机数；n4=随机数；s1=snr*abs(h1)*b+n1 *h1/abs(h1) ;s2=snr*abs(h2)*b+n2 *h2/abs(h2) ;s3=snr*abs(h3)*b+n3 *h3/abs(h3) ;s4=snr*abs(h4)*b+n4 *h4/abs(h4) ;S=s1+s2+s3+s4；如果 S0;z=1；否则 z=-1;结尾如果 z=b错误=错误+1；结尾结尾误码=错误/10000我们依次输入A到1到15，可以得到15个运行结果。以下程序可用于绘制曲线图：x=1: 1:15;y=0.0743,0.0675,0.

44、0600,0.0484,0.0463,0.0380,0.0345,0.0292,0.0239,0.0190,0.0183,0.0145,0.0116,0.0104,0.0083；符号学(x,y)图 4.2 4 个接收天线的仿真图与图 4.1 对比可以看出，在相同信噪比下，使用 4 根接收天线的误码率明显小于使用 2 根接收天线的误码率。4.2.3 6天线性能仿真程序如下：A=1；错误=0；snr=sqrt(10(A/20);对于 k=1:10000s=兰德；如果 s0.5b=1；否则 b=-1;结尾h1=randn；h2=randn;h3=randn;h4=randn;h5=randn;h6=

45、randn;n1=randn;n2=随机数；n3=随机数；n4=随机数；n5=随机数；n6=随机数；s1=snr*abs(h1)*b+n1 *h1/abs(h1) ;s2=snr*abs(h2)*b+n2 *h2/abs(h2) ;s3=snr*abs(h3)*b+n3 *h3/abs(h3) ;s4=snr*abs(h4)*b+n4 *h4/abs(h4) ;s5=snr*abs(h5)*b+n5 *h5/abs(h5) ;s6=snr*abs(h6)*b+n6 *h6/abs(h6) ;S=s1+s2+s3+s4+s5+s6；如果 S0;z=1；否则 z=-1;结尾如果 z=b错误=错误+1；结尾结尾误码=错误/10000我们依次输入A到1到15，可以得到15个运行结果，使用如下程序绘制曲线：x=1: 1:15;y=0.0360,0.0343,0.0281,0.021