matlab瑞利衰落信道仿真与实验报告.docx

MATLAB通信仿真设计指导书一.设计导读1、设计目的由于多径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，如时间色散、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至关重要的影响，而多径信道的包络统计特性成为我们研究的焦点。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、莱斯分布和Nakagami-m分布。在设计中，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。2、仿真原理(1)瑞利分布简介环境条件：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，存在大量反射波；到达接收天线的方向角随机且在(0~2U)均匀分布；各反射波的幅度和相位都统计独立。幅度、相位的分布特性：包络r服从瑞利分布，9在0〜2五内服从均匀分布。瑞利分布的概率分布密度如图1所示：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那么是我们研究的焦点。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（（0~2h）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，。在0〜2兀内服从均匀分布。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N(t)9⑺⑺以"a)k=l其中，〃⑺复路径衰落，服从瑞利分布；心是多径时延。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「⑺:⑺2+4⑺2上式中小⑺、%⑺，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*10A6;vl=30*1000/3600;c=3*10A8;fd=vl*fc/c;ts=l/10000;t=0:ts:1;hl=rayleigh(fd,t);v2=120*1000/3600;fd=v2*fc/c;h2=rayleigh(fd,t);%选取载波频率%移动速度vl=30km/h%定义光速%多普勒频移%信道抽样时间间隔%生成时间序列%产生信道数据%移动速度v2=120km/h%多普勒频移%产生信道数据subplot(2,1,1),plot(20*log10(abs(hl(1:10000))))title「v=30km/h时的信道曲线1)xlabel「时间1);ylabel(1功率f)subplot(2,1,2),plot(20*logl0(abs(h2(1:10000))))title。v=120km/h时的信道曲线!)xlabel「时间1;ylabel「功率1)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：1:信道的最大多普勒频移单位Hzt:信号的抽样时间序列，抽样间隔单位sh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));告信道函数的实部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=l:M%第:1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;%计算冲激响应函Tc=Tc+2*cos(wm*t*cos(alfa(n))+fi_tc);Ts=Ts+2*cos(wm*t*sin(alfa(n))+fits);数end;h=Pnor*(Tc+j*Ts);%乘归一化功率系数得到传输函数I、仿真结果:图4-1结果图片u