AWGN信道仿真

Zjianeng

1、基本介绍
信号在信道传输的过程中,不可避免地会受到各种干扰,这些干扰统称为“噪声”。加性高斯白噪声( Additive White Gaussian Noise,AWGN)是最常见的一种噪声。通信分为无线通信和有线通信，当然信道也分为无线信道和有线信道。无论是有线信道和无线信道，都存在加性高斯白噪声。加性高斯白噪声的均值为0,方差是噪声功率的大小。一般情况下,噪声功率越大,信号的波动幅度就越大,接收端接收到的信号的误比特率就越高。
) w/ O/ r1 `8 Z$ X一般通信系统组成框图如下图所示
2 Z1 [/ F+ x* t

2、Simulink 仿真模型
% }! x' q' \6 b" J6 [建立Simulink 仿真AWGN模块仿真如下图所示。
, f- f/ E, R( Y7 U7 ~
. i9 C  H; G+ s0 f9 W其中TX是发射机模块，AWGN是加性高斯白噪声模块，RX接收机模块。BER是误码率模块，SER是误符号率模块。

TX发射机模块内部结构如下图所示：

Tx模块由随机数产生模块( Random Integer Generator)、比特到整数转换模块(BitoInteger Converter)、数据映射模块( Data Mapper)、QPSK基带调制模块( QPSK ModulatorBaseband)、理想矩形脉冲成形滤波器模块( Ideal Rectangular Pulse Filter)及三个输出端口模块Bit、 Symbol、 Modulated Signal组成。

加性高斯白噪声信道模块如下图所示：

其中Initial seed(初始种子)设置要与TX、RX里面的一样。
) V# [4 {% ~1 z6 C9 J选择信噪比模式。信噪比（SNR=S/N）,S代表信号功率，N代表噪声功率。
这里的初始信号功率设置成1W。也可自己设置。

RX接收机机模块内部结构如下图所示：

4 B' \+ p" U. f; qRx模块由输入端口模块Inl、积分清除模块( Integrate and Dump)、增益模块(Gain)、QPSK基带解调模块( QPSK Demodulator Baseband)、数据映射模块( Data Mapper)、符号到比特转换模块( Integer to Bit Converter)、输出端口模块 Symbol、Bit等组成。

3、Matlab SNR赋值和信噪比转换成误码率、误符号率程序：
: g) L, U+ O" S( m  tclear all;
5 C, r# E1 \8 t% H' E! Z& ysnr=1:10; %信噪比的范围
Time=10; %仿真结束时间
1 g5 |( w2 T% k0 O" @+ i; lfor ii=1:length(snr);
) Q% ]- l4 |0 W3 u% j2 rSNR=snr(ii); %赋值给AWGN信道模块中的SNR
% n3 X# c7 Z* ?# s  Wsim(‘AWGN’); %运行仿真模型
ber(ii)=BER(1); %保存误码率
4 S. q; f" L3 i' _/ I; lser(ii)=SER(1); %保存误符号率
end
figure;
semilogy(snr,ber,’-ro’,snr,ser,’-r’);
$ `. l! p# c; Tlegend(‘BER’,‘SER’);
title(‘QPSK在AWGN信道下的性能’);
  a7 W! A6 E4 }xlabel(‘信噪比（dB）’);
( I, e" K* N7 x- \" V$ x6 ^ylabel(‘误符号率和误比特率’);

4、仿真结果分析

) B4 v! K5 X5 s4 h2 ^- d由图可见，随着信噪比的升高，误码率随之下降。想要降低传输过程中因为噪声和损耗导致误码率，可以提高发射机功率，或者在接收机内部具有好的滤波器，能将不需要的噪声信号滤除。

谢谢侬

一般情况下,噪声功率越大,信号的波动幅度就越大,接收端接收到的信号的误比特率就越高。