MATLAB仿真總結

MATLAB仿真過程中，編寫MATLAB代碼的時候犯了很多錯誤，做了很多蠢事。記錄下自己犯錯的點點滴滴，並引以為戒。使用MATLAB版本為2014a，以下內容如有不當還請指正。

1. 仿真開始前清理工作區

    工作區存在的變量可能會對腳本運行產生影響，故代碼（腳本）開頭需要添加如下命令

clc;clear all;close all;

2. 養成良好的變量、函數命名習慣

    MATLAB中有很多內置的常量、函數等。寫代碼的時候不能夠隨意命名，以防造成不必要的麻煩。譬如在循環時不應該使用i，j變量，在MATLAB中這多用於表示虛數符號。更多的內容可以參考《MATLAB 編程風格指南》。

3. 測試完成的代碼再寫出函數形式

    有時候會把相對獨立、固定的內容寫成一個函數。但往往直接寫成函數后是不利於測試的，即使添加斷點后進入函數內部查看各變量取值，此時不能夠觀測到函數之外的變量。因此測試好代碼無誤再封裝成函數是必要的。

4. 浮點數的精度

    舉個例子，下面代碼運行結果是什么呢？

a=10^-17;b=1;
if(a+b==1)
    fprintf('a+b=1');
else
    fprintf('a+b!=1');
end

    答案應該是輸出 a+b=1，雖然很明顯這是不成立的，但我們要知道MATLAB不是萬能的，其表示的數的精度是有限的。對於精度問題不做具體的討論，意識到這個問題后，我們必須將理論和時間區分開。

    譬如在做除法的時候，有些變量依理論而言是不為0的，但實際上可能因為運算過程中的精度損失而使得計算結果產生Inf或是NaN，進而導致程序出現偏差。就拿上述例子來說，運行結果表明a+b-b=0。為避免這些情況的發生，必須對程序做相應的處理。在MATLAB中鍵入

help eps

      This MATLAB function returns the distance from 1.0 to the next largest double-precision number, that is eps = 2^(-52).

    可以在幫助文檔內閱讀詳細描述，在實際代碼中運用eps防止出現異常。（由其是在具有循環迭代的代碼中更要注意這一點）

5. 寫好注釋，用好發布功能

    我有個腳本試着發布了一下，如這里所示，實際上要好看些。這部分內容可以在幫助-MATLAB-Programming Scripts and Functions-Scripts中找到相關的介紹。個人覺得還是不錯的，注釋是肯定要寫的，既然要寫，為何不好好按照格式寫呢？

    當然，MATLAB提供的功能還是比較簡單的，具體的功能大概也就這些。使用發布功能后代碼會運行一遍，之后將結果也添加到發布的文檔中去。

%%文檔標題
% 具體描述
%
%    有格式文本
%    最后修改日期：2015-03-07
%    軟件版本：MATLAB(R) 2014a
%
% *加粗*
%
% # 編號列表
% # 編號列表

%%有標題節
% 

%%
%

6. 用好幫助，更要看清幫助

    為什么很多仿真都用MATLAB？因為MATLAB很強大，很全面，可以做好很多事情。了解其強大功能的一個很好的途徑是看其自身的幫助。當然，我想強調的是看清幫助。

    前幾天就犯了個錯誤，sgn是取符號的函數，MATLAB里面有個函數叫做sign實現了這個功能。然后我就用了，沒有看清sign（0）=0……然而我希望的結果是sign（0）=1。所以在實際使用過程中還是要看清楚才行。

7. 適時保存運行結果

    有的仿真要跑1天、兩天、很多天，而且往往是可以中斷的。為了防止電腦死機、斷點，適時保存運行結果是必要的。我們可以讓程序在命令行窗口實時輸出信息以查看代碼運行狀態，並利用diary將這些信息保存起來。譬如

diary;
fprintf('\n-------------------------------\n');
fprintf('Eb/No = %e \n',Var1);
fprintf('總幀數 = %d, ',Var2);
fprintf('誤幀數 = %d, ',Var3);

    但我還是覺得新建文件自由一些，命令行窗口實時輸出信息的格式還是不太好看。譬如我們可以將運行結果采用表格的形式存儲起來，之后用readtable讀取。

fid = fopen(FILE_NAME,'at+');
fprintf(fid,'日期 %s\n',datestr(now,'yyyymmdd'));
fprintf(fid,'EbN0\t T_Frame\t E_Frames\t E_Bits\t A_IterNums\t BER\t FER\n');
fprintf(fid,'%3.2g\t %5d\t %4d\t ',EbN0_dB(nEbN0),nF,frameError(nEbN0));
fprintf(fid,'%8d\t %8.6g\t ',bitError(nEbN0),iterNumTotal(nEbN0)/nF);
fprintf(fid,'%e\t %e\n',BER(nEbN0),frameError(nEbN0)/nF);  

readtable(FILE_NAME,'HeaderLines',1,'Delimiter','\t')

    讀取的結果大概是這個樣子，還是很好看的（雖然歪了……），而且可以輕松獲取每列數據。

EbN0    T_Frame    E_Frames    E_Bits    A_IterNums    BER    FER
    ____    _______    ________    ______    __________    ___    ___

    1       1          0           0         27            0      0

8.待續

……