实验九 Rake接收机仿真.docx

实验九 Rake接收机仿真
一、 实验目的
1. 了解Rake接收机原理。
2. 比较3种合并算法性能。
二、 实验内容
3. 编写MATLAB程序，实现Rake接收机。
4. 修改SNR观察误码率变化。
三、 实验代码

clear all;
Numusers=1;
Nc=16;
ISI_Length=1;
EbN0db=[0:1:30];
Tlen=8000;

Bit_Error_Number1=0;
Bit_Error_Number2=0;
Bit_Error_Number3=0;

power_unitary_factor1=sqrt(6/9);
power_unitary_factor2=sqrt(2/9);
power_unitary_factor3=sqrt(1/9);

s_initial=randsrc(1,Tlen);

wal2=[1 1;1 -1];
wal4=[wal2 wal2;wal2 wal2*(-1)];
wal8=[wal4 wal4;wal4 wal4*(-1)];
wal16=[wal8 wal8;wal8 wal8*(-1)];

s_spread=zeros(Numusers,Tlen*Nc);
ray1=zeros(Numusers,2*Tlen*Nc);
ray2=zeros(Numusers,2*Tlen*Nc);
ray3=zeros(Numusers,2*Tlen*Nc);
for i=1:Numusers
x0=s_initial(i,:).'*wal16(8,:);
x1=x0.';
s_spread(i,:)=(x1(:)).';
end
ray1(1:2:2*Tlen*Nc-1)=s_spread(1:Tlen*Nc);
ray1(2:2:2*Tlen*Nc)=ray1(1:2:2*Tlen*Nc-1);
ray2(ISI_Length+1:2*Tlen*Nc)=ray1(1:2*Tlen*Nc-ISI_Length);
ray2(2*ISI_Length+1:2*Tlen*Nc)=ray1(1:2*Tlen*Nc-2*ISI_Length);
for nEN=1:length(EbN0db)
en=10^(EbN0db(nEN)/10);
sigma=sqrt(32/(2*en));
demp=power_unitary_factor1*ray1+power_unitary_factor2*ray2+power_unitary_factor3*ray3+(rand(1,2*Tlen*Nc)+randn(1,2*Tlen*Nc)*i)*sigma;
dt=reshape(demp,32,Tlen)';
wal16_d(1:2:31)=wal16(8,1:16);
wal16_d(2:2:32)=wal16(8,1:16);
rdata1=dt*wal16_d(1,:).';
wal16_delay1(1,2:32)=wal16_d(1,1:31);
rdata2=dt*wal16_delay1(1,:).';
wal16_delay2(1,3:32)=wal16_d(1,1:30);
wal16_delay2(1,1:2)=wal16_d(1,31:32);
rdata3=dt*wal16_delay2(1,:).';

p1=rdata1'*rdata1;
p2=rdata2'*rdata2;
p3=rdata3'*rdata3;
p=p1+p2+p3;
u1=p1/p;
u2=p2/p;
u3=p3/p;

rd_m1=real(rdata1*u1+rdata2*u2+rdata3*u3);
rd_m2=(real(rdata1+rdata2+rdata3))/3;
u=[u1,u2,u3];
maxu=max(u);
if(maxu==u1)
rd_m3=real(rdata2);
else
if(maxu==u2)
rd_m3=real(rdata2);
else rd_m3=real(rdata3);
end
end

r_Data1=sign(rd_m1)';
r_Data2=sign(rd_m2)';
r_Data3=sign(rd_m3)';
Bit_Error_Number1=length(find(r_Data1(1:Tlen)~=s_initial(1:Tlen)));
Bit_Error_Rate1(nEN)=Bit_Error_Number1/Tlen;
Bit_Error_Number2=length(find(r_Data2(1:Tlen)~=s_initial(1:Tlen)));
Bit_Error_Rate2(nEN)=Bit_Error_Number2/Tlen;
Bit_Error_Number3=length(find(r_Data3(1:Tlen)~=s_initial(1:Tlen)));
Bit_Error_Rate3(nEN)=Bit_Error_Number3/Tlen;
end

semilogy(EbN0db,Bit_Error_Rate1,'r*-');hold on;
semilogy(EbN0db,Bit_Error_Rate2,'bo-');hold on;
semilogy(EbN0db,Bit_Error_Rate3,'g.-');
legend('最大比合并','等增益合并','选择式合并');
xlabel('信噪比');
ylabel('误比特率');
title('三种主要分集合并方式性能比较')
四、 实验结果
如图1所示：
图1

五、 实验结论
图1中比较了采用RAKE接收机进行多径信号接收时，采用不同的分集合并方式对平均误比特率的影响。可见三种分集合并方法都能有效提高接收机的接收性能，且相同条件下，最大合并比性能最好，其次是等增益合并，最后是选择式合并。上述结论和传统理论是一致的。图中，仿真结果以误比特率和信噪比的关系曲线给出。显然最大比合并方式时误码率最低。从仿真过程可以看出，RAKE接收机能比较好的解决多径问题。白噪声干扰对RAKE接收机误码率影响不大，而随着信噪比的增大，RAKE接收机的误码率迅速下降。
4