matlab瑞利衰落信道仿真(2)

1、MATLAB 通信仿真設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)一設(shè)計(jì)導(dǎo)讀1、設(shè)計(jì)目的由于多徑和移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)等影響因素，使得移動(dòng)信道對(duì)傳輸信號(hào)在時(shí)間、頻率和角度上造成了色散，如時(shí)間色散、頻率色散、角度色散等等，因此多徑信道的特性對(duì)通信質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，而多徑信道的包絡(luò)統(tǒng)計(jì)特性成為我們研究的焦點(diǎn)。根據(jù)不同無(wú)線環(huán)境，接收信號(hào)包絡(luò)一般服從幾種典型分布，如瑞利分布、萊斯分布和Nakagami-m分布。在設(shè)計(jì)中，專門(mén)針對(duì)服從瑞利分布的多徑信道進(jìn)行模擬仿真，進(jìn)一步加深對(duì)多徑信道特性的了解。2、仿真原理（1）瑞利分布簡(jiǎn)介環(huán)境條件：通常在離基站較遠(yuǎn)、反射物較多的地區(qū)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間沒(méi)有直射波路徑，存在大量反射波；到達(dá)接收天線的方向角

2、隨機(jī)且在（02）均勻分布；各反射波的幅度和相位都統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。幅度、相位的分布特性：包絡(luò) r 服從瑞利分布，在02內(nèi)服從均勻分布。瑞利分布的概率分布密度如圖1所示：圖1 瑞利分布的概率分布密度 （2）多徑衰落信道基本模型根據(jù)ITU-RM.1125標(biāo)準(zhǔn)，離散多徑衰落信道模型為 (1其中,復(fù)路徑衰落，服從瑞利分布; 是多徑時(shí)延。 多徑衰落信道模型框圖如圖2所示：圖2 多徑衰落信道模型框圖（3）產(chǎn)生服從瑞利分布的路徑衰落r(t利用窄帶高斯過(guò)程的特性，其振幅服從瑞利分布，即 （2）上式中，、分別為窄帶高斯過(guò)程的同相和正交支路的基帶信號(hào)。首先產(chǎn)生獨(dú)立的復(fù)高斯噪聲的樣本，并經(jīng)過(guò)FFT后形成頻域的樣本，然后與S

3、（f）開(kāi)方后的值相乘，以獲得滿足多普勒頻譜特性要求的信號(hào)，經(jīng)IFFT后變換成時(shí)域波形，再經(jīng)過(guò)平方，將兩路的信號(hào)相加并進(jìn)行開(kāi)方運(yùn)算后，形成瑞利衰落的信號(hào)r(t。如下圖3所示:圖3 瑞利衰落的產(chǎn)生示意圖其中， （3）（4）產(chǎn)生多徑延時(shí)多徑/延時(shí)參數(shù)如表1所示：表1 多徑延時(shí)參數(shù)TapRelative delay (nsAverage power (dB1002310371041 09051 73062 5103、仿真框架根據(jù)多徑衰落信道模型（見(jiàn)圖2），利用瑞利分布的路徑衰落r(t（見(jiàn)圖3）和多徑延時(shí)參數(shù)（見(jiàn)表1），我們可以得到多徑信道的仿真框圖，如圖4所示；圖4 多徑信道的仿真框圖4、參考仿真結(jié)果

4、（1）多普勒濾波器的頻響圖5多普勒濾波器的頻響（2）多普勒濾波器的統(tǒng)計(jì)特性圖6 多普勒濾波器的統(tǒng)計(jì)特性（3）信道的時(shí)域輸入/輸出波形圖7信道的時(shí)域輸入/輸出波形二、設(shè)計(jì)任務(wù) （1）查找資料，了解瑞利衰落信道模型的分類，結(jié)合某種模型，掌握瑞利分布的多徑信道仿真原理，用MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)瑞利分布的多徑信道的仿真；（2）根據(jù)已學(xué)的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)一種基帶信號(hào)的模擬調(diào)制并做出仿真；（3）結(jié)合（1）步和（2）步，觀察已調(diào)信號(hào)通過(guò)瑞利信道后的時(shí)域波形圖和頻譜圖。（4）對(duì)仿真結(jié)果做適當(dāng)分析。MATLAB 仿真程序要求：（1）參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、合理；（2）關(guān)鍵語(yǔ)句加注釋；（3）仿真結(jié)果正確，圖形清晰；三、部分參考仿真

5、代碼clc;LengthOfSignal=10240; %信號(hào)長(zhǎng)度(最好大于兩倍fcfm=512; %最大多普勒頻移fc=5120; %載波頻率t=1:LengthOfSignal; % SignalInput=sin(t/100;SignalInput=sin(t/100+cos(t/65; %信號(hào)輸入delay=0 31 71 109 173 251;power=0 -1 -9 -10 -15 -20; %dBy_in=zeros(1,delay(6 SignalInput; %為時(shí)移補(bǔ)零y_out=zeros(1,LengthOfSignal; %用于信號(hào)輸出for i=1:6Rayl;

6、y_out=y_out+r.*y_in(delay(6+1-delay(i:delay(6+LengthOfSignal-delay(i*10(power(i/20;end;figure(1;subplot(2,1,1;plot(SignalInput(delay(6+1:LengthOfSignal; %去除時(shí)延造成的空白信號(hào)title('Signal Input'subplot(2,1,2;plot(y_out(delay(6+1:LengthOfSignal; %去除時(shí)延造成的空白信號(hào)title('Signal Output'figure(2;subplo

7、t(2,1,1;hist(r,256;title('Amplitude Distribution Of Rayleigh Signal'subplot(2,1,2;hist(angle(r0;title('Angle Distribution Of Rayleigh Signal'figure(3;plot(Sf1;title('The Frequency Response of Doppler Filter'f=1:2*fm-1; %通頻帶長(zhǎng)度y=0.5./(1-(f-fm/fm.2.(1/2/pi; %多普勒功率譜(基帶Sf=zeros(1,LengthOfSignal;Sf1=y;%多普勒濾波器的頻響Sf(fc-fm+1:fc+fm-1=y; %(把基帶映射到載波頻率x1=randn(1,LengthOfSignal;x2=randn(1,LengthOfSignal;nc=ifft(fft(x1+i*x2.*sqrt(Sf; %同相分量x3=randn(1,Le