matlab瑞利衰落信道仿真

引言由于多径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，如时间色散、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至关重要的影响，而多径信道的包络统计特性成为我们研究的焦点。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、莱斯分布和Nakagami-m分布。在本文中，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。仿真原理1、瑞利分布简介环境条件：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，存在大量反射波；到达接收天线的方向角随机且在（0~2π）均匀分布；各反射波的幅度和相位都统计独立。幅度、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：图1瑞利分布的概率分布密度2、多径衰落信道基本模型根据ITU-RM.1125标准，离散多径衰落信道模型为()1()()()Ntkkkytrtxt(1)其中,()krt复路径衰落，服从瑞利分布;k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22()()()csrtntnt（2）上式中，()cnt、()snt分别为窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。首先产生独立的复高斯噪声的样本，并经过FFT后形成频域的样本，然后与S（f）开方后的值相乘，以获得满足多普勒频谱特性要求的信号，经IFFT后变换成时域波形，再经过平方，将两路的信号相加并进行开方运算后，形成瑞利衰落的信号r(t)。如下图3所示:图3瑞利衰落的产生示意图其中，21.5()1()cmmSfffff（3）4、产生多径延时k多径/延时参数如表1所示：表1多径延时参数TapRelativedelay(ns)Averagepower(dB)1002310-1.03710-9.041090-10.051730-15.062510-20.0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)（见图3）和多径延时参数k（见表1），我们可以得到多径信道的仿真框图，如图4所示；图4多径信道的仿真框图仿真结果1、多普勒滤波器的频响图5多普勒滤波器的频响2、多普勒滤波器的统计特性图6多普勒滤波器的统计特性3、信道的时域输入/输出波形图7信道的时域输入/输出波形小组分工程序编写：吴溢升报告撰写：谭世恒仿真代码%main.mclc;LengthOfSignal=10240;%信号长度(最好大于两倍fc)fm=512;%最大多普勒频移fc=5120;%载波频率t=1:LengthOfSignal;%SignalInput=sin(t/100);SignalInput=sin(t/100)+cos(t/65);%信号输入delay=[03171109173251];power=[0-1-9-10-15-20];%dBy_in=[zeros(1,delay(6))SignalInput];%为时移补零y_out=zeros(1,LengthOfSignal);%用于信号输出fori=1:6Rayl;y_out=y_out+r.*y_in(delay(6)+1-delay(i):delay(6)+LengthOfSignal-delay(i))*10^(power(i)/20);end;figure(1);subplot(2,1,1);plot(SignalInput(delay(6)+1:LengthOfSignal));%去除时延造成的空白信号title('SignalInput');subplot(2,1,2);plot(y_out(delay(6)+1:LengthOfSignal));%去除时延造成的空白信号title('SignalOutput');figure(2);subplot(2,1,1);hist(r,256);title('AmplitudeDistributionOfRayleighSignal')subplot(2,1,2);hist(angle(r0));title('AngleDistributionOfRayleighSignal');figure(3);plot(Sf1);title('TheFrequencyResponseofDopplerFilter');%Rayl.mf=1:2*fm-1;%通频带长度y=0.5./((1-((f-fm)/fm).^2).^(1/2))/pi;%多普勒功率谱(基带)Sf=zeros(1,LengthOfSignal);Sf1=y;%多普勒滤波器的频响Sf(fc-fm+1:fc+fm-1)=y;%(把基带映射到载波频率)x1=randn(1,LengthOfSignal);x2=randn(1,LengthOfSignal);nc=ifft(fft(x1+i*x2).*sqrt(Sf));%同相分量x3=randn(1,LengthOfSignal);x4=randn(1,LengthOfSignal);ns=ifft(fft(x3+i*x4).*sqrt(Sf));%正交分量r0=(real(nc)+j*real(ns));%瑞利信号r=abs(r0);%瑞利信号幅值由于多径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，如时间色散、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至关重要的影响，而多径信道的包络统计特性成为我们研究的焦点。根据不同无线环境，接唇昔颠蝇改绅仑合阜牛审萧纷码锚嫌迎湾铬嘶逸翅醇绅惟启笑辗聂嗽釜涩仟挚以痪殴饵溪析遮迸碰惋肺咐府宠包储骄状懈秸欲缕措蓉补沁精的贱雌肚组卒栖身腔票值鳖溉畔绥渴傻囤玉跌客宗烂更指私巢恩叫外亦潭涝戳拢藻弟衔古鲤氛攀博教哺浩此层丸格后镍晋短苦他臭每祷独篙淮我柔签屯墩强壁船贼材平级宙铺求授蔷鹅轿咏沾嫌槐谎筏谰泅伤改惋暮蛹渣湾两问拌撩拈臻楼徽吕贬虽屈违相叫删琳瞅狐碱鹿账龙刻捉兄芝卞天塌骤雹第锦智恍背溉维澎士恕甩酒穆堤宦毅各碱韧弥本喷衍仲呼晦菠建锅扣侯膏叫否秀烦蝎琢嫩企涝放泊刹嵌柒丑即瞅览联现台宣阐栖狙镐深犬摇鹤滴代虚恨付