lab6_2

clear all
close all
clc
%%% ФМ-2
N = 10^4; % число символов для оценки ЭВ в ОСШ
ip = rand(1,N)>0.5; % формирование битового потока
s = 2*ip-1; % отображение битов в символы ФМ-2
nRx = [1:10]; % число приемных антенн
Eb_N0_dB = 20; % среднее ОСШ
for jj = 1:length(nRx) % цикл по числу антенн
% формирование АБГШ
n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% формирование коэффициентов замираний
h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% добавление АБГШ и замираний
sD = kron(ones(nRx(jj),1),s);
y = h.*sD + 10^(-Eb_N0_dB/20)*n;
% Комбинирование сигналов по алгоритму SC
hPower_sc = h.*conj(h); % оценка мощности ветвей
hMaxVal_sc = max(hPower_sc,[],1);
hMaxValMat_sc = kron(ones(nRx(jj),1),hMaxVal_sc);
hSel_sc = h(hPower_sc==hMaxValMat_sc);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы SC
EbN0EffSim_sc(jj) = mean(hSel_sc.*conj(hSel_sc)); % ИМ
EbN0EffThoery_sc(jj) = sum(1./[1:nRx(jj)]); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму EGC
yHat_egc = sum(y.*exp(-j*angle(h)),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы EGC
EbN0EffSim_egc(jj) = mean(yHat_egc.*conj(yHat_egc))/nRx(jj); % ИМ
EbN0EffThoery_egc(jj) = (1 + (nRx(jj)-1)*pi/4); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму MRC
yHat_mrc = sum(y.*conj(h),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы MRC
EbN0EffSim_mrc(jj) = mean(abs(yHat_mrc)); % ИМ
EbN0EffThoery_mrc(jj) = nRx(jj); % формула
end

%%% ФМ-4
N = 10^4; % число символов для оценки ЭВ в ОСШ
ip = rand(1,N)>0.5; % формирование битового потока
ip1 = rand(1,N)>0.5;
s1 = (2*ip-1)*sqrt(2)/2+(2*ip1-1)*j*sqrt(2)/2; % отображение битов в символы ФМ-4
nRx = [1:10]; % число приемных антенн
Eb_N0_dB = 20; % среднее ОСШ
for jj = 1:length(nRx) % цикл по числу антенн
% формирование АБГШ
n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% формирование коэффициентов замираний
h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% добавление АБГШ и замираний
sD = kron(ones(nRx(jj),1),s1);
y1 = h.*sD + 10^(-Eb_N0_dB/20)*n;
% Комбинирование сигналов по алгоритму SC
hPower_sc = h.*conj(h); % оценка мощности ветвей
hMaxVal_sc = max(hPower_sc,[],1);
hMaxValMat_sc = kron(ones(nRx(jj),1),hMaxVal_sc);
hSel_sc = h(hPower_sc==hMaxValMat_sc);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы SC
EbN0EffSim_sc1(jj) = mean(hSel_sc.*conj(hSel_sc)); % ИМ
EbN0EffThoery_sc1(jj) = sum(1./[1:nRx(jj)]); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму EGC
yHat_egc = sum(y1.*exp(-j*angle(h)),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы EGC
EbN0EffSim_egc1(jj) = mean(yHat_egc.*conj(yHat_egc))/nRx(jj); % ИМ
EbN0EffThoery_egc1(jj) = (1 + (nRx(jj)-1)*pi/4); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму MRC
yHat_mrc = sum(y1.*conj(h),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы MRC
EbN0EffSim_mrc1(jj) = mean(abs(yHat_mrc)); % ИМ
EbN0EffThoery_mrc1(jj) = nRx(jj); % формула
end

%%% ФМ-8
N = 10^4; % число символов для оценки ЭВ в ОСШ
ip = rand(1,N)>0.5; % формирование битового потока
ip1 = rand(1,N)>0.5;
ip2 = rand(1,N)>0.5;
ip3 = rand(1,N)>0.5;
s2 = (2*ip-1)*sqrt(3)/2-(sqrt(3)-1)/2*ip+(2*ip1-1)*j*sqrt(3)/2-(sqrt(3)-1)/2*ip1*j; % отображение битов в символы ФМ-8
nRx = [1:10]; % число приемных антенн
Eb_N0_dB = 20; % среднее ОСШ
for jj = 1:length(nRx) % цикл по числу антенн
% формирование АБГШ
n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% формирование коэффициентов замираний
h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% добавление АБГШ и замираний
sD = kron(ones(nRx(jj),1),s2);
y2 = h.*sD + 10^(-Eb_N0_dB/20)*n;
% Комбинирование сигналов по алгоритму SC
hPower_sc = h.*conj(h); % оценка мощности ветвей
hMaxVal_sc = max(hPower_sc,[],1);
hMaxValMat_sc = kron(ones(nRx(jj),1),hMaxVal_sc);
hSel_sc = h(hPower_sc==hMaxValMat_sc);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы SC
EbN0EffSim_sc2(jj) = mean(hSel_sc.*conj(hSel_sc)); % ИМ
EbN0EffThoery_sc2(jj) = sum(1./[1:nRx(jj)]); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму EGC
yHat_egc = sum(y2.*exp(-j*angle(h)),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы EGC
EbN0EffSim_egc2(jj) = mean(yHat_egc.*conj(yHat_egc))/nRx(jj); % ИМ
EbN0EffThoery_egc2(jj) = (1 + (nRx(jj)-1)*pi/4); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму MRC
yHat_mrc = sum(y2.*conj(h),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы MRC
EbN0EffSim_mrc2(jj) = mean(abs(yHat_mrc)); % ИМ
EbN0EffThoery_mrc2(jj) = nRx(jj); % формула
end

%%% КАМ-16
N = 10^4; % число символов для оценки ЭВ в ОСШ
alpha16qam1 = [-3 -1 1 3]; % 16-QAM алфавит
% формирование символов алфавита 16-КАМ
ip1 = randsrc(1,N,alpha16qam1) + j*randsrc(1,N,alpha16qam1);
% нормирование энергии
s3 = (1/sqrt(10))*ip1;
nRx = [1:10]; % число приемных антенн
Eb_N0_dB = 20; % среднее ОСШ
for jj = 1:length(nRx) % цикл по числу антенн
% формирование АБГШ
n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% формирование коэффициентов замираний
h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)];
% добавление АБГШ и замираний
sD = kron(ones(nRx(jj),1),s3);
y3 = h.*sD + 10^(-Eb_N0_dB/20)*n;
% Комбинирование сигналов по алгоритму SC
hPower_sc = h.*conj(h); % оценка мощности ветвей
hMaxVal_sc = max(hPower_sc,[],1);
hMaxValMat_sc = kron(ones(nRx(jj),1),hMaxVal_sc);
hSel_sc = h(hPower_sc==hMaxValMat_sc);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы SC
EbN0EffSim_sc3(jj) = mean(hSel_sc.*conj(hSel_sc)); % ИМ
EbN0EffThoery_sc3(jj) = sum(1./[1:nRx(jj)]); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму EGC
yHat_egc = sum(y3.*exp(-j*angle(h)),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы EGC
EbN0EffSim_egc3(jj) = mean(yHat_egc.*conj(yHat_egc))/nRx(jj); % ИМ
EbN0EffThoery_egc3(jj) = (1 + (nRx(jj)-1)*pi/4); % формула
% Комбинирование сигналов по алгоритму MRC
yHat_mrc = sum(y3.*conj(h),1);
% оценка эквивалентного выигрыша в ОСШ для схемы MRC
EbN0EffSim_mrc3(jj) = mean(abs(yHat_mrc)); % ИМ
EbN0EffThoery_mrc3(jj) = nRx(jj); % формула
end


% Построение графиков
figure(10)
%%% ФМ-2
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_sc),'bs-','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_sc),'mx-','LineWidth',1); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_egc),'rs--','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_egc),'gx-','LineWidth',1);
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_mrc),'cs-.','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_mrc),'yx-','LineWidth',1); grid on;
legend('ИМ SC', 'формула SC', 'ИМ EGC', 'формула EGC', 'ИМ MRC', 'формула MRC');
axis([1 10 0 10]); xlabel('Число приемных антенн');ylabel('ЭВ в ОСШ, дБ');
title('Эквивалентный выигрыш в ОСШ при ФМ-2');
hold off
figure(20)
%%% ФМ-4
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_sc1),'bs-','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_sc1),'mx-','LineWidth',1); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_egc1),'rs--','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_egc1),'gx-','LineWidth',1);
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_mrc1),'cs-.','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_mrc1),'yx-','LineWidth',1); grid on;
legend('ИМ SC', 'формула SC', 'ИМ EGC', 'формула EGC', 'ИМ MRC', 'формула MRC');
axis([1 10 0 10]); xlabel('Число приемных антенн');ylabel('ЭВ в ОСШ, дБ');
title('Эквивалентный выигрыш в ОСШ при ФМ-4');
hold off
figure(30)
%%% ФМ-8
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_sc2),'bs-','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_sc2),'mx-','LineWidth',1); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_egc2),'rs--','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_egc2),'gx-','LineWidth',1);
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_mrc2),'cs-.','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_mrc2),'yx-','LineWidth',1); grid on;
legend('ИМ SC', 'формула SC', 'ИМ EGC', 'формула EGC', 'ИМ MRC', 'формула MRC');
axis([1 10 0 10]); xlabel('Число приемных антенн');ylabel('ЭВ в ОСШ, дБ');
title('Эквивалентный выигрыш в ОСШ при ФМ-8');
hold off
figure(40)
%%% КАМ-16
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_sc3),'bs-','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_sc3),'mx-','LineWidth',1); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_egc3),'rs--','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_egc3),'gx-','LineWidth',1);
plot(nRx,10*log10(EbN0EffSim_mrc3),'cs-.','LineWidth',2); hold on;
plot(nRx,10*log10(EbN0EffThoery_mrc3),'yx-','LineWidth',1); grid on;
legend('ИМ SC', 'формула SC', 'ИМ EGC', 'формула EGC', 'ИМ MRC', 'формула MRC');
axis([1 10 0 10]); xlabel('Число приемных антенн');ylabel('ЭВ в ОСШ, дБ');
title('Эквивалентный выигрыш в ОСШ при КАМ-16');