移动通信原理课程设计11综述

1、移动通信原理课程设计小组成员学号李阳2012043030001田家翼2012019030029张恩2012019070030张文谦2012019070003题目：无线信道特征分析指导老师：胡苏实验时间：2015.5CwicbLHelpApply1、实验目的1）了解无线信道各种衰落特性；2）掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义；3）利用MATLAB的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。2、实验内容基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了 瑞利衰落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿 真参数：信源比特速率为 500kbps,多径相对时延为0 4e-06 8

2、e-061.2e-05秒，相对平均功率为0 -3 -6 -9dB，最大多普勒频移为200HN例如信道设置如下图所示:吕 Functioni Block ParameterSi： Multipath Rayleigh Fading Chan-t.Multipath Rayleigh Fading Channel (mask) (link)Apply a multipath Rayleigh fading channel model for complex baseband signals.The number of paths equals the length of theepath dela

3、y vector paranieterYou cant, check the bos Open chaimel visualization, at st art of simulation to enable the channel visualizationPar dietersMaxxmun Doppler shift (Hz):200Doppler spectnm typt? JakesDiscrete path delay vector (s):(0 4e-06 8e-06 1.2e-05path g&in vector (dIB) t0 -3 -6 -9IJ Normalise ga

4、in sector to U dE overall gainInitial seed:12346 Open channel visualization at start of sunulationCompleK patl_L gams port3、实验原理3.1 Simulink 简介Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建 模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序, 而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效 率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应

5、用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。 同时有大量的第三方软件和 硬件可应用于或被要求应用于 Simuli nk。Simulink是MATLAB 中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一 个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信 号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时 间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系 统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口 （GUI）,这个创 建过程只需单击和拖动鼠标

6、操作就能完成，它提供了一种更快捷、直 接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。Simulink是 用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系 统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设 计、仿真、执行和测试。构架在Simulink基础之上的其他产品扩展 了 Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确 认任务的相应工具。Simulink与MATLAB紧密集成，可以直接访问 MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制

7、以及信号参数和测试数据的定义。3.2 QPSK星座图QPSK是Quadrature Phase Shift Keying的简称，意为正交移相键控，是数字调制的一种方式。它规定了四种载波相位0, n /2, n ,2n /3,3.3 QPSK的调制因为输入信息是二进制序列，所以需要将二进制数据变换成四进 制数据，才能和四进制的载波相位配合起来。 采取的办法是将二进制 数字序列中每两个序列分成一组，共四种组合(00,01,10,11 )，每 一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组 成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK每次调制可3.4 QPSK的解调QPSK信号

8、可以用两个正交的载波信号实现相干解调， 它的相干 解调器如图3所示，正交路分别设置两个匹配滤波器，得到 I (t) 和Q(t)，经电平判决和并转串即可恢复出原始信息。圏3 QPSK 干解调器Banojli BinaryQPSK iLbdulslar 斷旳酣Mltcelh无俺igh FsdrflChffinel4、实验内容及步骤基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSI调制信号经过了瑞利 衰落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为0 4e-06 8e-06 1.2e-05秒，相对平均功率为0 -3 -6 -9dB，最大

9、多普勒频移为200HN仿真电路如下：DEtr?t*-Time Scatfei Plot Soapl相关参数:Function Block Parameters: QPSK Modulator Base.Bernoulli Binary GeneratorQPSK Modulator BasebandModulate the input signal usinj the quaternary phase shift keying methods卽plyGenerate a Bernoulli random binary numberTo jeneratB a vector outputj spe

10、cify the probability as a vector.Hain Data Types |Parameters5、实验结果与分析1）根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间多径相对时延为0 4e-06 8e-06 1.2e-05 秒 相对平均功率为0 -3 -6 -9dB最大多普勒频移为200Hz公式：送p代小(任p(抵用叫=(巧)一(巧)=tcp= 1 fm 送 P)ki kt=0 4e-06 8e-06 1.2e-05;t2=t.A2;p=1 10八(-0.3) 10A(-0.6) 10八(-0.9);t_aver=p*t/sum(p);t2_aver=p*t2/sum(p);r

11、ms二sqrt(t2_aver-t_averA2);ban d=1/(2*pi*rms)结果：Bc=4.2800e+004Tc=1fm=0.005 s2）设置较长的仿真时间（例如10秒），运行链路，在运行过程 中，观察并分析瑞利信道输出的信道特征图（观察 ImpulseResponse（IR）、Frequency Response（FR）、IR Waterfall 、 Doppler Spectrum、Scattering Function ）。（配合截图来 分析）Impulse Resp on se(IR)QPSK_1/L1ukip3th Rayleigh Fading 匚hanrlInle

12、fframe only 忖VisuaNzatnn: IfWlM Response 冋 *AmmatidnFrflmc CQUinV;incfec 叩 |I PflUSfl200Bandlincited impulse response2 I 1 I I - i I ! I -II- ? I I ? I ! , I I I ! I I I T I I - I I s 1 1 ! S I S - 1 I I - I I - I I r r r F1Freque ncy Resp on se(FR)QPSK_H/Multipath Rayleigh Fading Channel: inlerfrai

13、ei 口n 护v1VMBuakZAtMXi: Frequency Res-ponw (F. vn-o i口 口12 3 403 mpnl屋F requsn cy resp 口 nsm-0.5D0.5Frequency (Hz)IR WaterfallDoppler SpectrumQPSK-l/Multipath Rayleigh Fading ChannelVlsuahZAtio-n；SpedrunipFrim* CDUnfPith numbr 10.0070 006Doppler Speclrum for paflh 1 (Need 79430 samplles for new measu

14、rement)Theo irmticml*Meas ure rm ent0.0D50 004Q.OQ30 0020.001PCD-10001 口 CH200Frequenct (Hz)Scattering Function3）观察并分析信号在经过瑞利衰落信道前后的星座图变化（截图并解释）。scalier fi（hPoinl: 2800DIn-phase Amplitude!mp=一fi.E黑 mpe!n 口-1 -OB -0.6 -04 -0 300.204 OB 0.81Pn int 28000In-p h自囂直 Am plil udbcacctr Lien.B6 o o4 2 D 2 4 A- Ba.oapru-sCIUJV F_5lEIJenai-O-a仿真结论: 由IR图可以看出码间串扰严重；FR体现了增益随频率的变化