通信原理MATLAB仿真课程设计

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1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2013级学生通信系统仿真课程设计《通信系统仿真》课程设计报告书课题名称Rayleigh无线衰落信道的MATLAB仿真姓名伍伟学号1312402-02学院通信与电子工程学院专业通信工程指导教师肖湘2015年12月19日8一、设计任务及要求：设计任务： 设计一个Rayleigh无线衰落信道并进行MATLAB仿真与分析。 要求：   1.设计一个瑞利无线衰落信道；   2.进一步地了解瑞利无线衰落信道对信号的影响；   3.在设计无线多径信道时，对路径的多少一定要选择合理。指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日

2、三、成绩验收盖章年月日8Rayleigh无线衰落信道的MATLAB仿真1设计目的(1)对瑞利信道的数学分析，得出瑞利信道的数学模型。(2)利用MATLAB对瑞利无线衰落信道进行编程。 (3)针对服从瑞利分布的多径信道进行仿真，加深对多径信道特性的了解。 (4)对仿真后的结果进行分析，得出瑞利无线衰落信道的特性。2设计要求(1)设计一个瑞利无线衰落信道； (2)进一步地了解瑞利无线衰落信道对信号的影响； (3)在设计无线多径信道时，对路径的多少一定要选择合理。3设计思路(1)分析出无线信道符合瑞利概率密度分布函数，写出数学表达式。 (2)建立多径衰落信道的基本模型。 (3)对

3、符合瑞利信道的路径衰落进行分析，并利用MATLAB进行仿真。4设计内容4.1理论分析及数学推导无线信道大体可以分为4种:慢变瑞利衰落信道、快变瑞利衰落信道、慢变频率选择性信道、快变频率选择性信道。在N条路径的情况下，信道的输出为(4.1.1)式中，和表示与第N条多径分量相关的衰落和传播延迟，延迟和衰减都表示为时间的函数。8由于大量散射分量导致接收机输入信号的复包络是一个复高斯过程。在该过程均值为0的情况下，幅度满足瑞利分布。如果存在直射路径，幅度则变为莱斯分布。现在来确定介绍信号的复包络。假定信道的输入是一个经过调制的信号,其形式为(4.1.2)通常采用低通等效信号来完成波

4、形仿真，所以，下面确定和的低通复包络。发送信号的复包络为(4.1.3)将式(4.1.2)代入(4.1.1)中，得(4.1.4)=因为和都是实函数，式(4.1.4)可以写为(4.1.5)由式(4.1.3)可以得到(4.1.6)因此(4.1.7)复路径的衰减可以定义为(4.1.8)所以(4.1.9)因此，接收机输入的复包络为8(4.1.10)式(4.1.9)定义的信道输入/输出关系对应于一个线性时变系统，其冲激响应为(4.1.11)在式(4.1.11)中，是假设在时间时刻加上脉冲后在时刻t测得的信道冲激响应。因此表征了传播时延。如果传播介质中，不存在运动或其他改变，即使出现了多

5、径，输入/输出关系还是非线性的。在这种情况下，第n条传播路径的传播时延和路径衰落都是常数，此时，信道可以在时域内表示为一个冲激响应，其形式为(4.1.22)可以看到，对时不变的情况，信道简单的扮演一个作用于发送信号的滤波器的角色。4.2利用改进的Jakes模型来产生单径的平坦型瑞利衰落信道代码如下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%YahongR.ZhengandChengshanXiao"ImprovedModelsfor%theGeneratioofMultipleUncorrelatedR

6、ayleighFafingWaveforms"%IEEECommuletters,Vo1.6,NO.6,JUNE2002%fd信道的最大多普勒频移，单位Hz%t信号抽样时间序列%h输出的瑞利信道函数，是一个时间函数复序列%假定的入射数目N=40;wm=2*pi*fd;%每象限的入射波数目即振荡器数目N0=N/4;%信道函数的实部8Tc=zeros(1,length(t));%信道函数的虚部Ts=zeros(1,length(t));%归一化功率系数P_nor=sqrt(1/N0);%区别个条路径的均匀分布随机相位theta=2*pi*rand(1,1)-pi;forii=1

7、:N0%第i条入射波的入射角alfa(ii)=(2*pi*ii-pi+theta)/N;%对每个子载波而言在（-pi，pi）之间均匀分布的随机相位fi_tc=2*pi*rand(1,1)-pi;fi_ts=2*pi*rand(1,1)-pi;%计算冲激响应函数Tc=Tc+cos(cos(alfa(ii))*wm*t+fi_tc);Ts=Tc+cos(sin(alfa(ii))*wm*t+fi_ts);end%归一化功率系数得到传输函数h=P_nor*(Tc+j*Ts);4.3用一个QPSK信号通过瑞利衰落信道后的误