寬帶無線通信作業(yè)1

1、0判定數(shù)字無線通信系統(tǒng)是否為寬帶系統(tǒng)的方法。答：在數(shù)字無線通信中，“寬帶”是將系統(tǒng)特定屬性與傳播環(huán)境屬性進(jìn)行比較后定義的。由于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的多徑傳播，接收信號(hào)不僅僅是發(fā)射機(jī)所傳送的單個(gè)回波（經(jīng)過信道的衰減與相移后的一種簡單復(fù)制），而是具有不同傳播時(shí)間的多個(gè)回波。移動(dòng)無線信道的沖激響應(yīng)不只是單個(gè)的沖激脈沖，而是一個(gè)由沖激脈沖組成的序列，這種信道就被稱為時(shí)間色散信道。（1）：如果信道最大超量延遲和一個(gè)數(shù)字信號(hào)符號(hào)的持續(xù)時(shí)間的比值不滿足遠(yuǎn)小于1的條件，則稱為寬帶系統(tǒng)。（2）：僅從系統(tǒng)知識(shí)本身的角度無法判斷是寬帶還是窄帶，還需了解傳輸信道特征。如短波信道帶寬為2.5kHz（或3kHz）,當(dāng)信道速率

2、超過4.8kHz時(shí)就是寬帶通信，需采用均衡技術(shù)。（3）：當(dāng)信道最大超量延遲比符號(hào)長度大時(shí)，必須采用寬帶通信必備的技術(shù)來對抗時(shí)間色散，這樣的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來更復(fù)雜。以二進(jìn)制調(diào)制方式為例：數(shù)據(jù)速率大于50kb/s的室外系統(tǒng)（對應(yīng)符號(hào)持續(xù)時(shí)間20s）及數(shù)據(jù)速率大于1Mb/s的室內(nèi)系統(tǒng)（對應(yīng)符號(hào)持續(xù)時(shí)間1000ns）則完全是寬帶的。（4）頻域方法：比較系統(tǒng)帶寬與信道傳遞函數(shù)。如果傳遞函數(shù)在系統(tǒng)帶寬范圍內(nèi)有明顯變化，則系統(tǒng)為寬帶系統(tǒng)。近似方法，是傳遞函數(shù)保持常數(shù)的帶寬剛好是延遲擴(kuò)展的倒數(shù)。簡述無線信道統(tǒng)計(jì)模型的思想。答：（1）具備隨機(jī)特征的隨機(jī)數(shù)量的多徑成分如下：隨機(jī)幅度、隨機(jī)相位、隨機(jī)多普勒頻移、隨機(jī)時(shí)延

3、。由于移動(dòng)性和傳播環(huán)境的復(fù)雜性，隨機(jī)多徑成分會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，形成隨機(jī)時(shí)變信道沖激響應(yīng)。（2）y二PL-丫-x+n其中，PL路徑損耗，a陰影衰落，r多徑衰落，x一發(fā)送信號(hào)，y一接收信號(hào)，n加性噪聲（3）主要研究對象：多徑衰落（包絡(luò)）隨機(jī)多徑成分中不含LOS分量：瑞利衰落隨機(jī)包絡(luò)服從瑞利分布，隨機(jī)相位服從均勻分布。隨機(jī)多徑成分中含LOS分量：萊斯衰落隨機(jī)包絡(luò)服從萊斯分布，隨機(jī)相位服從均勻分布。根據(jù)測量值擬合獲取的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停篘akagami衰落主要指Nakagami-m衰落，瑞利和萊斯模型為其特例。AWGN信道和瑞利信道下BPSK調(diào)制BER對比答：該實(shí)驗(yàn)的MATLAB代碼如下：snrdB_min=

4、0;snrdB_max=25;%設(shè)置信噪比取值的上下限：dB為單位snrdB=snrdB_min:1:snrdB_max;%信噪比取值向量，dB為單位Nsymbols=input(Enternumberofsymbols);%設(shè)置仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)符號(hào)的個(gè)數(shù)snr=10.A(snrdB/10);%計(jì)算相應(yīng)的信噪比值h=waitbar(0,SNRIteration);len_snr=length(snrdB);%對每個(gè)給定信噪比的通信系統(tǒng)，計(jì)算BER的估計(jì)值forj=1:len_snrwaitbar(j/len_snr)sigma=sqrt(1/(2*snr(j);error_count=0;%inc

5、rementSNR%進(jìn)度%由給定的信噪比計(jì)算加性白噪聲標(biāo)準(zhǔn)差%差錯(cuò)計(jì)數(shù)器初始化fork=1:Nsymbols差錯(cuò)符號(hào)d=round(rand(1);x_d=2*d-1;n_d=sigma*randn(1);y_d=x_d+n_d;ify_d0d_est=1;elsed_est=0;endif(d_est=d)error_count=error_count+1;endendloopendserrors(j)=error_count;endclose(h)ber_sim=errors/Nsymbols;ber_theor=qfunc(sqrt(2*snr);semilogy(snrdB,ber_t

6、heor,snrdB,ber_sim,o)axis(snrdB_minsnrdB_max0.00011)xlabel(SNRindB)ylabel(BER)legend(Theoretical,Simulation)%Endofscriptfile.仿真結(jié)果如下：%傳輸N個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，統(tǒng)計(jì)%產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，可能取值為0,1%transmitteroutput%noise%receiverinput%testcondition%conditionaldataestimate%conditionaldataestimate%errorcounter%simulation%storeerrorcountforplot%BERestimate%theoreticalBER10。:Theoretical!SimulationREB2025SNRindB仿真結(jié)果分析：做1000次試驗(yàn)，每次試驗(yàn)取200個(gè)抽樣點(diǎn)，求出每次試驗(yàn)的誤比特率，然后對1000次試驗(yàn)的誤比特率取平均值，即得仿真誤比特率ber,然后將此誤比特率與理論值進(jìn)行比較。由以上兩圖可知，在低信噪比的情況下，BER和SER的仿真結(jié)果與理論值完全相符，在高信噪比情況下，兩者存在差異，這是因?yàn)殡S著信噪比的增加，誤比特率和誤碼率也會(huì)增加，這就需要更多的試