瑞利信道仿真.doc

瑞利分布信道MATLAB仿真一、 瑞利衰落原理 在陆地移动通信中，移动台往往受到各种障碍物和其他移动体的影响，以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和而描述这样一种信道的常用信道模型便是瑞利衰落信道定义:由于信号进行多径传播达到接收点处的场强来自不同传播的路径，各条路径延时时间是不同的，而各个方向分量波的叠加，又产生了驻波场强，从而形成信号快衰落称为瑞利衰落瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）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，表现为“衰落”特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道，以及建筑物密集的城市环境瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况，否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型假设经反射（或散射）到达接收天线的信号为N个幅值和相位均随机的且统计独立的信号之和信号振幅为r,相位为,则其包络概率密度函数为P(r)= (r0)相位概率密度函数为：P()=1/2 （）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1所示：推荐精选图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 (1)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所示：图2 多径衰落信道模型框图推荐精选（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 （2）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3、仿真框架根据多径衰落信道模型（见图2），利用瑞利分布的路径衰落r(t)和多径延时参数，我们可以得到多径信道的仿真框图，如图3所示；图3 多径信道的仿真框图三、仿真实验结果1、当速度为30km/h时，多普勒频移是27.8HZ正弦载波频率为1GHZ时的接收信号瑞利衰落的仿真图以及多普勒频移仿真图推荐精选瑞利衰落的仿真图多普勒频移仿真图2、当速度为120km/h时，多普勒频移是111HZ正弦载波频率为1GHZ时的接收信号瑞利衰落的仿真图推荐精选以及多普勒频移仿真图。

瑞利衰落的仿真图多普勒频移仿真图推荐精选四、小结 这学期对数字移动通信学习，学到了很多知识，这次通过对瑞利衰落的仿真，更加深刻理解了瑞利衰落在设计过程中遇到了一些问题，通过同学的帮助和自己的努力解决了问题，最后衷心感谢这一学期老师的辛勤教导附录：瑞利衰落与多普勒频移仿真程序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/hfd=v2*fc/c; %多普勒频移h2=rayleigh(fd,t); %产生信道数据figure;plot(20*log10(abs(h1(1:10000)))) title('v=30km/h时的信道曲线')xlabel('时间');ylabel('功率')figure;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 推荐精选% 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 for n=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% Rayleigh fading simulator.% 使用jakes模型生成的加权正交正弦曲线的总和clc;fm=111.0; %Max Doppler frequency in Hzfs=1000; %Sample Frequencyns=1024; %Number of samplesR=zeros(ns,1);推荐精选Mag=zeros(ns,1);for x=1:ns tm=x/fs; I=0.0; I=1.848*cos(0.983*2*pi*fm*tm); I=I+1.414*cos(0.932*2*pi*fm*tm); I=I+0.765*cos(0.850*2*pi*fm*tm); I=I+0.0*cos(0.739*2*pi*fm*tm); I=I-0.765*cos(0.603*2*pi*fm*tm); I=I-1.414*cos(0.446*2*pi*fm*tm); I=I-1.848*cos(0.247*2*pi*fm*tm); I=I-2.000*cos(0.092*2*pi*fm*tm); I=I+1.000*cos(1.000*2*pi*fm*tm); Q=0.0; Q=Q+0.765*cos(0.983*2*pi*fm*tm); Q=Q+1.414*cos(0.932*2*pi*fm*tm); Q=Q+1.848*cos(0.850*2*pi*fm*tm); Q=Q+2.000*cos(0.739*2*pi*fm*tm); Q=Q+1.848*cos(0.603*2*pi*fm*tm); Q=Q+1.414*cos(0.446*2*pi*fm*tm); Q=Q+0.765*cos(0.247*2*pi*fm*tm); Q=Q+0.000*cos(0.092*2*pi*fm*tm); Q=Q+1.000*cos(1.000*2*pi*fm*tm); R(x) = I+j*Q; Mag(x)=abs(R(x));end;推荐精选[Pxx,f]=psd(R,[],fs);% psd(R,[],fs);plot(f-fs/2,fftshift(Pxx));title('Spectral Estimate of simulated signal');xlabel('Frequency (Hz) ');pause; （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 推荐精选。