实验2多径衰落信道.doc

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1、.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Word资料.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。二．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

2、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3.1WindowsXP/Windows73.2MatlabR2011b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

3、。4.2简化模型Word资料.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的时间延迟相对于时刻的变化，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(

4、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。Word资料.图1仿真模型结构图五.实验步骤5.1打开m

5、atlab应用软件，如图2所示。5.2在图2中右边的命令窗(CommandWindow)的光标处输入：simulink,回车。图2Matlab界面5.3在图2中，选择：File>New>Model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-OrderHold）、数字函数模块（MathFunction）、子系统模块（Subsystem）

6、、直方图（Histogram）和矢量示波器（VectorScope）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）Word资料.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)。而仿真计算中用到的时间t是通过一个零阶采样保持器对一个斜率为1的斜坡函数进行采样，可按照后续模块需要的采样速率得到时间t。根据实验原理的简化假设，输入信号固定为1。图3最大多普勒频移的计算图4时间t的计算2）无线传输路径的仿真（如图5所示）路径的

7、入射角度常数（图5中Angle模块）设为0~2上的随机值，初始相位常数（图5中的Phase模块）设为0~2的随机值，路径的增益（图5中的Gainl模块）设为0~1的随机值。输入信号为常数1，表示输入信号复包络为1。Word资料.图5每条无线路径的仿真模型3）求和、统计和显示（如图6所示）该部分实现了40条路径的复包络求和，将求和之后的信号幅值取绝对值，然后一起被送去直方图统计，并显示其直方图；另一支路换算成dB单位，并显示其时域波形。图6求和、统计和显示5.7用鼠标点击“运行仿真模型按钮”即可运行mul