实验2多径衰落信道.docVIP

本科学生实验报告 学号 114090389 姓名 简安文 学院 物电学院 专业、班级 11电子 实验课程名称 现代通信原理实验 教师及职称 金争 开课学期 2013 至 2014学年 下 学期 填报时间 2014 年 05 月 18 日 云南师范大学教务处编印 实验序号实验二实验名称多径衰落信道实验实验时间2014-05-17实验室同析楼 三栋111一．实验目的 1.1认识Matlab/Simulink的基本功能。 1.2理解无线多径衰落信道的特征及其产生机理。 1.3观察恒定包络信号通过多径衰落信道后的信号幅值，加深对多径衰落信道的认识和理解。实验内容 2.1在本仿真模型中改变信宿的移动速度、载波频率来观察仿真结果的变化。 2.2将输入信号改为随机二进制数据码元序列，观察信道的输出信号。 2.3在本仿真模型基础上，添加一个直达波来仿真莱斯多径衰落信道，观察信道的输出信号。三．实验设备及材料 3.1 Windows XP/Windows 7 3.2 Matlab R2011b四．实验原理 4.1 多径衰落信道模型 多径衰落信道模型假设，信宿接收的信号是发送信号经过多条路径传输后信号的叠加结果。其中每条传输路径信号具有独立的信号幅度、延迟。因此，接收信号可表示为 (1) 式中，n对应第n条路径；g(t)为信号包络；为第n条路径在t时刻的延迟；为载波角频率，表示接收信号的等效基带信号，记为Z(t)，试验中对该信号进行仿真。 4.2 简化模型 下面对式(1)的模型进行简化，并对该简化模型进行仿真。实验目的仅仅是观察多路径衰落对信号幅度的影响，而与具体信号无关，所以可以假设发送的是等幅载波信号，即g(t)=1，则Z(t)简化为 (2) 在一个较短时间内基本不发生变化，可假设其为常数，即，下面讨论。假设的变化主要由信宿的移动引起，那么在时刻附近，对可做如下近似： (3) 式中，v为时刻信宿的移动速度；为第n条路径信号时刻信宿的入射角；c为光速；为第n条路径长度随时间变化的斜率；为路径n的时间延??相对于时刻的变化，那么 (4) 式中，=，为最大多普勒频移；=，对应时刻的初始相位。 综合上述简化，可以得到 (5) 在假设反射路径均匀分布的情况下，和均为上的均匀分布随机变量。另外对于，处于简化考虑假设其为0~1的均匀分布。各条传输路径的、和是独立的，与其他传输路径不相关。 3. 实验方案设计 本实验的仿真模型文件名是multipath_fading.mdl，打开该文件可以看到如图1所示的仿真模型结构。整个仿真系统可以分为三个主要的部分：第一部分在图1的左部，主要完成最大多普勒频移的计算、时间t的计算和产生输入信号；第二部分是传输路径的计算，仿真了总共40条独立传输路径；第三部分将40条传输路径的信号进行累加，并统计总的信号幅值和作图。 图1 仿真模型结构图 五. 实验步骤 5.1 打开matlab应用软件，如图2所示。 5.2 在图2中右边的命令窗(Command Window)的光标处输入：simulink,回车。 图2 Matlab界面 5.3 在图2中，选择：FileNewModel新建文件，保存在matlab工作目录下，并取名为 multipath_fading.mdl。 5.4 在Find命令行处输入：Ramp，就在窗口的右边找到了该仿真模块图标。用鼠标右键选择该模块，将其添加到创建的multipath_fading窗口中。 5.5 用相同的方法创建零阶保持模块（Zero-Order Hold）、数字函数模块（Math Function）、子系统模块（Subsystem）、直方图（Histogram）和矢量示波器（Vector Scope）等，观察每个设备的连接点，用鼠标左键把设备连接起来，如图1所示。 5.6 进行参数设置 1）最大多普勒频移的计算、时间t的计算、输入信号（如图3、图4所示） 该部分实现了最大多普勒频移的计算：m =。其中载波频率，光速,信宿的移动速度取33.33(相当于120)。而