多径信道仿真(matlab,详细介绍仿真方案的设计、结果及结论、完整代码及注释) |
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多径信道仿真目录
一、仿真要求二、仿真方案详细设计三、仿真结果及结论四、完整的仿真代码
一、仿真要求
通过一个简单的模拟程序来说明多径衰落信道的特点,针对影响信道的两个重要参数2径,移动台速度来说明相干带宽、相干时间的定义。 二、仿真方案详细设计 多径衰落信道 无线信道的发送和接收天线由于发射机和接收机间的各种建筑物、地形地貌以及其它物体的反射、绕射、散射现象等导致传播的路径不止一条,从而引起多径传播。无线信道具有不确定的、随机变化的特性,多径反射和衰减的变化会使信号在无线信道传播时经历随机的波动。 多径衰落信道的两个特点![]() ![]() ![]() ![]()
可以看见: 接收信号的强度相对处于波谷:t=2.5s,t=5s,t=7.5s,t=10s; 接收信号的强度相对处于波峰:t=3.7s,t=6.2s,t=8.5s,t=10.5s; 在t=9.5s 到 t=12s,接收信号幅度经历了从波谷到波峰再到波谷的转变;但是在10.5s 11.5s 这段时间,信号幅度基本不变。 这种信道基本保持不变的时间称为信道的相干时间,该时间段约等于 1 2 D s \frac{1}{2Ds} 2Ds1。
至此,可以明白为什么信道的相干时间与多普勒频移有关,多普勒频移越大,信道的相干时间就越短。 当C=10,v=1,f=4,r0=3,d=15 ,t=0.1:0.001:12,axis([0 12 -0.5 0.5])时
相干时间也就是说信道在这段时间内特性基本不变,但是信号是削弱还是增强都不能体现。 数字通信中,接收端是周期性的对接收符号进行判决从而恢复信息。1个符号脉冲的周期可长可短。于是,根据相干时间与符号脉冲周期的相对长短,将信道分为慢变信道和快变信道。上图当发送符号周期小于相干时间1.25s时称为慢变信道,发送符号周期大于1.25s,信道特性发生了显著变化,这时称为快变信道。所以对于信道的快变还是慢变是相对于发送信号的周期来说的。 信道的相干时间与多普勒频移有关,多普勒频移越大,信道的相干时间就越短。相干带宽是描述时延扩展的,相干时间是描述多谱勒扩展的,多径时延扩展造成频率的选择性衰落,多普勒扩展造成时间的选择性衰落。发送符号周期与相干时间的差别决定了信道对当前信号是快变信道还是慢变信道。相干带宽将衰落分为瑞利衰落(平坦衰落)或频率选择性衰落。 综上,由多径时延扩展和多普勒扩展知,无线信道分为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。 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。信道在时域内表示一个冲击响应,其形式为: h ⃗ ( τ ) = ∑ i = 1 n a ⃗ n δ ( t − τ n ) \vec h(\tau)=\displaystyle\sum_{i=1}^n{\vec a_n}\delta(t-\tau_n) h (τ)=i=1∑na nδ(t−τn),可以看见,对时不变情况,信道简单的的扮演了一个作用于发送信号的滤波器角色。 在仿真衰落信道时,两个最重要的参数是多径扩展和多普勒带宽。 多径扩展如果信道没有频率选择性,则最大的时延拓展 T m a x T_{max} Tmax要远远小于符号周期 T s T_s Ts ( T m a x < < T s {T_{max} |
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