matlab瑞利衰落信道仿真

1、 引言由于多徑和移動(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。在本文中，專門針對(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。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)

2、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（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

3、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 (ns)Average power (dB)1002310-1.03710-9.041 090-10.051 730-15.062 510-20.0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仿真結(jié)果1、多普勒濾

4、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 小組分工 程序編寫：吳溢升 報(bào)告撰寫：譚世恒仿真代碼%main.mclc;LengthOfSignal=10240; %信號(hào)長(zhǎng)度(最好大于兩倍fc)fm=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

5、 -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=1:6 Rayl; 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('S

6、ignal 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);subplot(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');figur

7、e(3);plot(Sf1);title('The Frequency Response of Doppler Filter');%Rayl.mf=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,LengthOfSignal);x