MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果

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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

由于多径效应与移动台运动等影响因素,使得移动信道对传输信号在时间、频率与角度上造成了色散,即时间色散、频率色散、角度色散等等,因此多径信道得特性对通信质量有着重要得影响,而多径信道得包络统计特性则就是我们研究得焦点。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得多径信道进行模拟仿真,进一步加深对多径信道特性得了解、

一、瑞利衰落信道简介:

瑞利衰落信道(Ｒaｙleigh faｄiｎg chaｎnｅｌ)就是一种无线电信号传播环境得统计模型、这种模型假设信号通过无线信道之后,其信号幅度就是随机得,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、反射物较多得地区,发射机与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,到达接收天线得方向角随机得((0～２π)均匀分布),各反射波得幅度与相位都统计独立。

幅度与相位得分布特性:

包络 r 服从瑞利分布,θ在0～2π内服从均匀分布。瑞利分布得概率分布密度如图2－1所示:

图2-１瑞利分布得概率分布密度

(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; 就是多径时延。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)产生服从瑞利分布得路径衰落ｒ(t)

利用窄带高斯过程得特性,其振幅服从瑞利分布,即

上式中,分别为窄带高斯过程得同相与正交支路得基带信号。

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时得信道曲线’)

ｘlａbeｌ(’时间’);ylａbel(’功率’)

sｕｂplｏt(2,1,2),plot(20＊log10(abs(h2(1:10０00))))

title(＇v=120ｋm／h时得信道曲线')

xｌａbel('时间＇);ｙlａbeｌ(’功率’)

fuｎcｔiｏn[h］=raylｅigh(fｄ,t)

%该程序利用改进得ｊakes模型来产生单径得平坦型瑞利衰落信道

%输入变量说明:

%ｆd:信道得最大多普勒频移单位Hz

% t :信号得抽样时间序列,抽样间隔单位s

% h为输出得瑞利信道函数,就是一个时间函数复序列

Ｎ=４0; %假设得入射波数目

wm=２*pi＊fd;

M=N/4; ％每象限得入射波数目即振荡器数目

Tc=zerｏs(1,length(t));%信道函数得实部

Ts=zeroｓ(1,ｌength(t));%信道函数得虚部

P_ｎoｒ=ｓqrt(１/M); %归一化功率系

theta=2*pi＊ｒand(１,1)—pi; %区别个条路径得均匀分布随机相位for n＝1:M

％第i条入射波得入射角

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)之间均匀分布得随机相位

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