實(shí)驗(yàn)二多徑傳播

1、實(shí)驗(yàn)二多徑傳播一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)掌握多徑傳播、信道的頻率選擇性、相干帶寬等概念，理解多徑信道對(duì)信號(hào)傳輸 的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理多徑信道指信號(hào)傳輸?shù)穆窂讲恢挂粭l，接收端同時(shí)收到來(lái)自多條傳輸路徑的信號(hào)，這些信 號(hào)可能同向相加或反向相消。由于各徑時(shí)延差不同，每徑信號(hào)的衰減不同，因此數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò) 多徑信號(hào)后有碼間干擾。通常情況下，如果信號(hào)的碼元間隔遠(yuǎn)大于多徑間的最大時(shí)延差，此時(shí) 信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑后不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾；相反，如果信號(hào)碼元間隔與多徑間的時(shí)延差可比， 則信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑傳輸后會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾，此時(shí)接收端需要考慮采用均衡和其他消除碼間 干擾的方法才能正確接收信號(hào)。由于多徑，信道幅頻特性不為常數(shù)

2、，對(duì)某些頻率產(chǎn)生較大的衰減，對(duì)某些頻率的衰減小， 即信道具有頻率選擇性。當(dāng)輸入信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)小于信道帶寬時(shí)(第一個(gè)零點(diǎn)帶寬)，則信道對(duì) 輸入信號(hào)的所有頻率分量的衰減幾乎相同，這種情況下，信號(hào)經(jīng)歷平坦性衰減，當(dāng)輸入信號(hào)的 帶寬與信道帶寬可比時(shí)，此時(shí)信號(hào)各頻率分量經(jīng)過(guò)信道的衰減不同，即信號(hào)經(jīng)過(guò)了頻率選擇性 的衰減。通常可用信道的時(shí)延擴(kuò)展七來(lái)表示信道的多徑擴(kuò)展情況，多徑時(shí)延擴(kuò)展的倒數(shù)稱為 信道的相干帶寬B =，設(shè)輸入信號(hào)的碼元間隔為T，當(dāng)BT 1時(shí)，信號(hào)的衰減是平坦的；m反之，信號(hào)的衰減是頻率選擇性的。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑非時(shí)變信道后，輸出信號(hào)為s(t)=寸 P b(t-T )iii=1從頻域觀點(diǎn)看S (

3、f) = B( f)席 P e -j2f i )=B (f) H (f)ii =1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)三徑信道 p = 0.5，p 2 = 0.707，p 3 = 0.5，t 1 = 0，t 2 = 1s，t 3 = 2s。1.用Matlab畫出信道的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性；實(shí)驗(yàn)代碼：clc,clear allf=-2:0.001:2h1=0.5*exp(-j*2*pi*f*0)h2=0.707*exp(-j*2*pi*f*1)h3=0.5*exp(-j*2*pi*f*2)h=h1+h2+h3subplot(2,1,1)plot(f,h)grid onaxis(-2 2 -0.5 2)subpl

4、ot(2,1,2)plot(f,angle(h)/pi)grid on實(shí)驗(yàn)結(jié)果:圖1-信道的幅頻特性與相頻特性10 t T0s , T = 1, a 隨2.設(shè)信道輸入信號(hào)為b(t) = a g(t - nT )，其中g(shù)(t)=n機(jī)取0或1,畫出輸出信號(hào)波形;實(shí)驗(yàn)代碼:Ts=1代碼clc ,clear alla = rand(1,1000)0+i*Ts)-(tTs+i*Ts)endst=0.5*bt+0.707*zeros(1,sample),bt(1:length(t)-sample)+0.5*zeros(1,2*sample),bt(1:length(t)-2*sample);subplot

5、(2,2,1)plot(t,bt,LineWidth,2)title(輸入信號(hào))grid onaxis(20 40 -0.5 1.5);SF=abs(sig_spec(bt,t,dt,f)subplot(2,2,2)plot(f,SF,LineWidth,2)title(輸入信號(hào)的幅度譜)axis(-2 2 0 60);grid onsubplot(2,2,3)plot(t,st,LineWidth,2)title(輸出信號(hào))grid onaxis(20 40 -0.5 2);SF1二abs(sig_spec(st,t,dt,f);subplot(2,2,4)plot(f,SF1,LineWi

6、dth,2) title(輸出信號(hào)的幅度譜) axis(-2 2 0 60);grid on實(shí)驗(yàn)結(jié)果:圖2-單極性NRZ信號(hào)（Ts=1）經(jīng)過(guò)多徑信道后的輸出與幅度譜示意圖3 .同（2）相同形式的輸入信號(hào)，但T 8，畫出輸出信號(hào)波形。Ts=8代碼clc ,clear all a = rand(1,1000)0+i*Ts)-(tTs+i*Ts)endst=0.5*bt+0.707*zeros(1,sample),bt(1:length(t)-sample)+0.5*zeros(1,2*sample),bt(1:length(t)-2*sample);subplot(2,2,1)plot(t,bt,

7、LineWidth,2)title(輸入信號(hào))grid onaxis(0 150 0 1.5);SF=abs(sig_spec(bt,t,dt,f)subplot(2,2,2)plot(f,SF,LineWidth,2)title(輸入信號(hào)的幅度譜)axis(-2 2 0 1000);grid onsubplot(2,2,3)plot(t,st,LineWidth,2)title(輸出信號(hào))grid onaxis(0 150 0 2);SF1=abs(sig_spec(st,t,dt,f)subplot(2,2,4)plot(f,SF1,LineWidth,2)title(輸入信號(hào)的幅度譜)a

8、xis(-2 2 0 1000);grid on實(shí)驗(yàn)結(jié)果：圖3-單極性NRZ信號(hào)（Ts=8）經(jīng)過(guò)多徑信道后的輸出與幅度譜示意圖四、思考題從信道幅頻相頻特性分析信道對(duì)輸入信號(hào)的影響；答：多徑的原因，使得信道的幅頻特性不為常數(shù)，對(duì)一些頻率的信號(hào)成分衰減比較大，對(duì) 一些頻率的信號(hào)衰減比較小，即信道具有頻率選擇性。信道相干帶寬是多少？答：信道的相干時(shí)延帶寬為B =Tm比較Ts=1時(shí)輸入輸出信號(hào)波形，比較Ts=8時(shí)輸入輸出信號(hào)波形。哪種情況輸出信號(hào)失真較 大？為什么？答：在Ts=1時(shí)信號(hào)的失真比較嚴(yán)重，因?yàn)門s=1時(shí)的信號(hào)的碼元間隔與多徑時(shí)延間的時(shí)延差 可比，信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑后產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾。在Ts=8時(shí)，信號(hào)的碼元間隔遠(yuǎn)大于多徑間的最大 時(shí)延差，此時(shí)信號(hào)的經(jīng)過(guò)多徑時(shí)延后不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：經(jīng)過(guò)本次試驗(yàn)，我了解了信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑信道的幅頻特性，多徑信道