多径衰落信道仿真与分析

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1、多径衰落信道仿真与分析移动通信是当前最主流的通信方式，而无线信道是移动通信中传输信号的媒介，只有深刻掌握和了解移动无线信道的特征，我们才能提出解决各种干扰的措施。移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,其中多径衰落仿真又是其中的重点和难点。移动通信的特点是传播的开放性、接收环境的复杂性和通信用户的随机移动性。在无线通信信道中，大气的反射或折射、建筑物和其他物体的反射导致了发送和接收天线之间通常存在多于一条的信号传播路径。由多径引起的信号衰落是影响通信性能的一个主要因素，所以在通信方案可行性研究以及系统设计、优化等过程中，经常要考虑到多径衰落及相关

2、的解决方案。本次设计用MATLAB对信号在多径信道中的传输进行了仿真。移动通信的传输媒介即大气空间就是无线道，信道很复杂的特性并就是无线道，信有很复杂的特性并就是无线道，信有很复杂的特性并且其特性会不断变化，各种地形物的影响和用户终端的移动使得无线信道具有极大的随机性。一般用路径损失、阴影衰落和多三种效应描述路径损失、阴影衰落和多三种效应描述大、中小大、中小大、中小3种不同尺度范围内信道对传输号的作用。多径衰落也称快种不同尺度范围内信道对传输号的作用。多径衰落也称快，是由于同一信号沿两个或多路径传播，以微小的时间差到达接收机相互干涉引起。而这些波称为多径。在接收

3、天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信号，其变化程度取决于多径波的强、传播时间差以及信号带宽其变化程度取决于多径波的强、传播时间差以及信号带宽。主要表现在3个方面:1)经过短距离或时间传播后信号强度产生急剧变化；2)在不同路径上，存在着时变多普勒频移引起的随机率调制；3)多径传播时延引起的扩展。常用的改善方法：针对种种情况，在

4、移动通信中，可以采取功率控制、基站切换、分集、交织、自适应均衡等各种有效的方法保证通信的质量。在仿真验证这些方法的效果时，常常首先对信道衰落尤其多径衰落进行仿真。下面就从移动台距离基站的远近、基站发射信号的不同频率以及移动台的不同速度下（考虑有反射信号存在的两径信号）的几个方面来对多径信道的仿真与分析。移动台靠近基站和移动台远离基站（靠近反射面）所接收的合成信号会不会有差别呢？到底对合成信号有什么影响呢？其与我们所学的理论知识有没有差别呢?下面我们就带着这些问题来进行仿真与分析。一、不同距离下，即r0的不同（d=1500，f=9e8，v=0）在此我使移动台靠近基

5、站r0=300、移动台远离基站r0=1100/1400，来观察接收到的合成信号。clearallf=9e8;v=0;%移动台速度，静止情况为0c=3e8;%电磁波速度，光速r0=300;%移动台距离基站初始距离d=1500;%基站距离反射墙的距离t1=0:0.001/f:10/f;%时间E1=cos(2*pi*f*((1-v/c).*t1-r0/c))./(r0+v.*t1);%直射径信号E2=cos(2*pi*f*((1+v/c)*t1+(r0-2*d)/c))./(2*d-r0-v*t1);%反射径信号subplot(2,1,1)plot(t1,E1,t1,

6、E2,'-g',t1,E1-E2,'-r')%画出直射径、反射径和总的接收信号title('r0=300d=1500v=1f=9e8')legend('直射径信号','反射径信号','移动台接收的合成信号')subplot(2,1,2)plot(t1,E1-E2)title('r0=300d=1500v=1f=9e8时移动台接收的合成信号')当r0=300m时的仿真结果：由于r0=300m，则直射信号所走的距离为300m，而反射信号所走的距离为2d-r0=2700m（d=1500m）。信号在传播的过程中要衰减，自由空间中，电磁波功率随距离r按平方规律衰减，相应的

7、电场强度（接收信号的电压）随1/r规律衰减。由此得出信号所走的距离越大，其到达接受端的幅度衰减也就越大。由于反射信号比直射信号多走2400m，则到达接收端直射信号幅度比反射信号的要大的多，理论分析与仿真结果相符。时刻t移动台接收的合成信号为式中，减号体现了反射信号与直射信号的相位相反。通俗的说，可以认为移动台接收的合成信号=直射信号-反射信号，由上面的分析知合成信号幅度要接近于直射信号的幅度，这一点也与仿真结果相符。当r0=1100m时的仿真结果：由于r0=1100m，则直射信号所走的距离为1100m，而反射信号所走的距离为2d-r0=1900m（d=1500m

8、）。反射信号依旧比直射信