MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果.docx

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MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果

封面：

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

由于多径效应和移动台运动等影响因素，使得移动信道对传输信号在时间、频率和角度上造成了色散，即时间色散、频率色散、角度色散等等，因此多径信道的特性对通信质量有着重要的影响，而多径信道的包络统计特性则是我们研究的焦点。

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的多径信道进行模拟仿真，进一步加深对多径信道特性的了解。

一、瑞利衰落信道简介：

瑞利衰落信道（Rayleighfadingchannel）是一种无线电信号传播环境的统计模型。

这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，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、反射物较多的地区，发射机和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，到达接收天线的方向角随机的（（0~2π）均匀分布），各反射波的幅度和相位都统计独立。

幅度与相位的分布特性：

包络r服从瑞利分布，θ在0～2π内服从均匀分布。

瑞利分布的概率分布密度如图2-1所示：

图2-1瑞利分布的概率分布密度

（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;

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）产生服从瑞利分布的路径衰落r（t）

利用窄带高斯过程的特性，其振幅服从瑞利分布，即

上式中

，分别为窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。

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时的信道曲线'）

xlabel（'时间'）;ylabel（'功率'）

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

10000））））

title（'v=120km/h时的信道曲线'）

xlabel（'时间'）;ylabel（'功率'）

function[h]=rayleigh（fd,t）

%该程序利用改进的jakes模型来产生单径的平坦型瑞利衰落信道

%输入变量说明：

%fd：

信道的最大多普勒频移单位Hz

%t:

信号的抽样时间序列，抽样间隔单位s

%h为输出的瑞利信道函数，是一个时间函数复序列

N=40;%假设的入射波数目

wm=2*pi*fd;

M=N/4;%每象限的入射波数目即振荡器数目

Tc=zeros（1,length（t））;%信道函数的实部

Ts=zeros（1,length（t））;%信道函数的虚部

P_nor=sqrt（1/M）;%归一化功率系

theta=2*pi*rand（1,1）-pi;%区别个条路径的均匀分布随机相位

forn=1:

M

%第i条入射波的入射角

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）之间均匀分布的随机相位

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