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1、封面:題目:瑞利衰落信道仿真實驗報告題目:MATLAB仿真瑞利衰落信道實驗報告引言由于多徑效應和移動臺運動等影響因素,使得移動信道對傳輸信號在時間、頻率和角度上造成了色散,即時間色散、頻率色散、角度色散等等,因此多徑信道的特性對通信質量有著重要的影響,而多徑信道的包絡統(tǒng)計特性則是我們研究的焦點。根據(jù)不同無線環(huán)境,接收信號包絡一般服從幾種典型分布,如瑞利分布、萊斯分布等。在此專門針對服從瑞利分布的多徑信道進行模擬仿真,進一步加深對多徑信道特性的了解。一、瑞利衰落信道簡介:瑞利衰落信道(Rayleighfadi
2、ngchannel)是一種無線電信號傳播環(huán)境的統(tǒng)計模型。這種模型假設信號通過無線信道之后,其信號幅度是隨機的,即“衰落”,并且其包絡服從瑞利分布。二、仿真原理(1)瑞利分布分析環(huán)境條件:通常在離基站較遠、反射物較多的地區(qū),發(fā)射機和接收機之間沒有直射波路徑(如視距傳播路徑),且存在大量反射波,到達接收天線的方向角隨機的((0~2π)均勻分布),各反射波的幅度和相位都統(tǒng)計獨立。幅度與相位的分布特性:包絡r服從瑞利分布,θ在0~2π內服從均勻分布。瑞利分布的概率分布密度如圖2-1所示:圖2-1瑞利分布的概率分布密
3、度(2)多徑衰落信道基本模型離散多徑衰落信道模型為其中,復路徑衰落,服從瑞利分布;是多徑時延。多徑衰落信道模型框圖如圖2-2所示:圖2-2多徑衰落信道模型框圖(3)產生服從瑞利分布的路徑衰落r(t)利用窄帶高斯過程的特性,其振幅服從瑞利分布,即上式中,分別為窄帶高斯過程的同相和正交支路的基帶信號。三、仿真程序:function[h]=rayleigh(fd,t)%產生瑞利衰落信道fc=900*10^6;%選取載波頻率v1=30*1000/3600;%移動速度v1=30km/hc=3*10^8;%定義光速fd
4、=v1*fc/c;%多普勒頻移ts=1/10000;%信道抽樣時間間隔t=0:ts:1;%生成時間序列h1=rayleigh(fd,t);%產生信道數(shù)據(jù)v2=120*1000/3600;%移動速度v2=120km/hfd=v2*fc/c;%多普勒頻移h2=rayleigh(fd,t);%產生信道數(shù)據(jù)subplot(2,1,1),plot(20*log10(abs(h1(1:10000))))title('v=30km/h時的信道曲線')xlabel('時間');ylabel('功率')subplot(2,1
5、,2),plot(20*log10(abs(h2(1:10000))))title('v=120km/h時的信道曲線')xlabel('時間');ylabel('功率')function[h]=rayleigh(fd,t)%該程序利用改進的jakes模型來產生單徑的平坦型瑞利衰落信道%輸入變量說明:%fd:信道的最大多普勒頻移單位Hz%t:信號的抽樣時間序列,抽樣間隔單位s%h為輸出的瑞利信道函數(shù),是一個時間函數(shù)復序列N=40;%假設的入射波數(shù)目wm=2*pi*fd;M=N/4;%每象限的入射波數(shù)目即振蕩器
6、數(shù)目Tc=zeros(1,length(t));%信道函數(shù)的實部Ts=zeros(1,length(t));%信道函數(shù)的虛部P_nor=sqrt(1/M);%歸一化功率系theta=2*pi*rand(1,1)-pi;%區(qū)別個條路徑的均勻分布隨機相位forn=1:M%第i條入射波的入射角alfa(n)=(2*pi*n-pi+theta)/N;fi_tc=2*pi*rand(1,1)-pi;%對每個子載波而言在(-pi,pi)之間均勻分布的隨機相位fi_ts=2*pi*rand(1,1)-pi;Tc=Tc+2
7、*cos(wm*t*cos(alfa(n))+fi_tc);Ts=Ts+2*cos(wm*t*sin(alfa(n))+fi_ts);%計算沖激響應函數(shù)end;h=P_nor*(Tc+j*Ts);%乘歸一化功率系數(shù)得到傳輸函數(shù)四、仿真結果:圖4-1結果圖片圖4-2輸入程序圖4-3保存程序并命名圖4-4運行效果展示:五、實驗結論:速度越大對信道瑞利衰落影響越大