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题目：瑞利衰落信道仿真实验报告

题目：MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告
引言
由于多径效应和移动台运动等影响因素，使得移动信道对传输信号在时间、频率和角度上造成了色散，即时间色散、频率色散、角度色散等等，因此多径信道的特性对通信质量有着重要的影响，而多径信道的包络统计特性则是我们研究的焦点。根据不同无线环境，接收信号包络一般服从几种典型分布，如瑞利分布、莱斯分布等。在此专门针对服从瑞利分布的多径信道进行模拟仿真，进一步加深对多径信道特性的了解。
一、瑞利衰落信道简介：
瑞利衰落信道（Rayleighfadingchannel）是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且其包络服从瑞利分布。
二、仿真原理
（1）瑞利分布分析
环境条件：
通常在离基站较远、反射物较多的地区，发射机和接收机之间没有直射波路径（如视距传播路径），且存在大量反射波，到达接收天线的方向角随机的（（0~2π）均匀分布），各反射波的幅度和相位都统计独立。
幅度与相位的分布特性：
包络r服从瑞利分布，θ在0～2π内服从均匀分布。瑞利分布的概率分布密度如图2-1所示：

图2-1瑞利分布的概率分布密度
（2）多径衰落信道基本模型
离散多径衰落信道模型为

其中,复路径衰落，服从瑞利分布;是多径时延。多径衰落信道模型框图如图2-2所示：

图2-2多径衰落信道模型框图

（3）产生服从瑞利分布的路径衰落r(t)
利用窄带高斯过程的特性，其振幅服从瑞利分布，即

上式中，分别为窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。

三、仿真程序：
function[h]=rayleigh(fd,t)%产生瑞利衰落信道
fc=900*10^6;%选取载波频率
v1=30*1000/3600;%移动速度v1=30km/h
c=3*10^8;%定义光速
fd=v1*fc/c;%多普勒频移
ts=1/10000;%信道抽样时间间隔
t=0:ts:1;%生成时间序列
h1=rayleigh(fd,t);%产生信道数据
v2=120*1000/3600;%移动速度v2=120km/h
fd=v2*fc/c;%多普勒频移
h2=rayleigh(fd,t);%产生信道数据
subplot(2,1,1),plot(20*log10(abs(h1(1:10000))))
title('v=30km/h时的信道曲线')
xlabel('时间');ylabel('功率')
subplot(2,1,2),plot(20*log10(abs(h2(1:10000))))
title('v=120km/h时的信道曲线')
xlabel('时间');ylabel('功率')
function[h]=rayleigh(fd,t)
%该程序利用改进的jakes模型来产生单径的平坦型瑞利衰落信道
%输入变量说明：
%fd：信道的最大多普勒频移单位Hz
%t:信号的抽样时间序列，抽样间隔单位s
%h为输出的瑞利信道函数，是一个时间函数复序列
N=40;%假设的入射波数目
wm=2*pi*fd;
M=N/4;%每象限的入射波数目即振荡器数目
Tc=zeros(1,length(t));%信道函数的实部
Ts=zeros(1,length(t));%信道函数的虚部
P_nor=sqrt(1/M);%归一化功率系
theta=2*pi*rand(1,1)-pi;%区别个条路径的均匀分布随机相位
forn=1:M
%第i条入射波的入射角
alfa(n)=(2*pi*n-pi+theta)/N;
fi_tc=2*pi*rand(1,1)-pi;%对每个子载波而言在(-pi,pi)之间均匀分布的随机相位
fi_ts=2*pi*rand(1,1)-pi;
Tc=Tc+2*cos(wm*t*cos(alfa(n))+fi_tc);
Ts=Ts+2*cos(wm*t*sin(alfa(n))+fi_ts);%计算冲激响应函数
end;
h=P_nor*(Tc+j*Ts);%乘归一化功率系数得到传输函数

四、仿真结果：
图4-1结果图片

图4-2输入程序

图4-3保存程序并命名

图4-4运行效果展示：

五、实验结论:
速度越大对信道瑞利衰落影响越大