matlab瑞利衰落信道仿真

1、瑞利分布信道 MATLAB 仿真1、引言由于多径效应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,即时间色散、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重要的影响, 而多径信道的包络统计特性则是我们研究 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、 莱斯分布等。 在此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。2、仿真原理(1瑞利分布分析环境条件: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(如视距传播路径 ,且存在大量反射波,到达接收天线的方向

2、角随机 的(02均匀分布 ,各反射波的幅度和相位都统计独立。幅度与相位的分布特性:包络 r 服从瑞利分布,在 02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离散多径衰落信道模型为( 1( ( ( N t k k k yt r t x t =- (1其中, ( k r t 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( r t =(2 上式中 ( ( c s n t n t 、 ,分别为

3、窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。3、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和多径延 时参数 k ,我们可以得到多径信道的仿真框图,如图 3所示; 图 3多径信道的仿真框图 4、仿真结果(1 (1多普勒滤波器的频响图 4多普勒滤波器的频响 (2多普勒滤波器的统计特性图 5多普勒滤波器的统计特性 (3信道的时域输入/输出波形图 6信道的时域输入/输出波形5、仿真结果(2(1当终端移动速度为 30km/h时,瑞利分布的包络如下图所示 (2当终端移动速度为 100km/h时,瑞利分布的包络如下图所示 三、仿真代码%main.mclc;LengthOfSign

4、al=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=0 31 71 109 173 251; power=0 -1 -9 -10 -15 -20; %dB y_in=zeros(1,delay(6 SignalInput; %为时移补零 y_out=zeros(1,LengthOfSignal; %用于信号输出 for i=1:6 Rayl; y_out=y

5、_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('Signal Input' subplot(2,1,2; plot(y_out(delay(6+1:LengthOfSignal; %去除时延造成的空白信号 title('Signal Output' figure(2; su

6、bplot(2,1,1; hist(r,256; title('Amplitude Distribution Of Rayleigh Signal' subplot(2,1,2; hist(angle(r0; title('Angle Distribution Of Rayleigh Signal' figure(3; plot(Sf1; title('The Frequency Response of Doppler Filter' %Rayl.m f=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=r