无线信道建模与仿真毕业设计论文

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摘要

移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。

关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型

Abstract

Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed.

Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model

目录

第一章绪论 (5)

1.1 无线通信的发展和建模仿真的发展状况 (5)

1.1.1 无线通信的发展 (5)

1.1.2 信道建模仿真技术的发展概况 (5)

1.2 本文研究的内容 (6)

第二章无线信道的概念和无线信道的模型 (7)

2.1 无线信道的概念 (7)

2.1.1 无线信道的定义 (7)

2.1.2 无线信道的特点 (7)

2.2 无线信道的模型 (16)

2.2.1 自由空间传播模型 (16)

2.2.2 无线视距传播模型 (18)

2.2.3 无线信道经验模型 (20)

第三章无线信道建模仿真及结果分析 (31)

3.1 Matlab软件介绍 (31)

3.2 路径损耗模型仿真及结果分析 (31)

3.2.1 自由空间模型仿真及结果分析 (31)

3.3 经验模型仿真及结果分析 (33)

3.3.1 Okumura-Hata模型仿真及结果分析 (33)

3.3.3 COST-231 Hata模型仿真及结果分析 (35)

3.3.5 COST231-WI模型仿真及结果分析 (37)

结论 (40)

参考文献 (42)

附录 (43)

中英文翻译 (43)

Matlab程序 (50)

致谢 (55)

第一章 绪论

1.1 无线通信的发展和建模仿真的发展状况

1.1.1 无线通信的发展

无线通信的开端可以追溯到公元1901年，当年的12月12日，意大利科学家列莫2马可尼实现了人类历史上首次无线电通信。基于发明无线电报及其对无线通信的发展所作出的贡献，1909年35岁的马可尼荣获了诺贝尔物理学奖，，而我们通常认为的现代数字通信的开端是以1924年奈奎斯特(Nyquist)的工作为标志的。当时，他研究并解决了在信道带宽给定的前提下，系统可实现的无码间干扰传输最高速率的问题。1948年，香农(C.E.Shannon)在前人研究成果的基础上发表了那篇划时代的论文—(A Mathematical Theory of Communication)。该文建立了信息传输的数学基础，同时提出了通信系统无差错传输的极限信息速率。该文中的一个著名公式为:

)1log(WNo p W C += s bit / （1-1） 其中，C 是信道容量，P 是发射信号的平均功率，W 是信道的带宽，0N 是白噪声的单边功率谱密度。二十世纪六、七十年代美国贝尔实验室提出了蜂窝网的概念。二十世纪七十年代适于无线通信的高可靠、小型化的晶体射频硬件也发明了。这两者，一个是理论，一个是硬件，极大地推动了无线通信的发展。从此，无线通信进入了蓬勃发展的时期。十几年间，移动用户的迅猛增长，既极大推动了无线通信的蓬勃发展，又证明着无线通信对社会生产力发展和人们生活水平提高的巨大推动作用。在当前的无线宽带通信领域中，MIMO 和OFDM ，这两项技术特别引人注目.MIMO 是英文Multiple-Input Multiple-Output 的简称，也就是多输入多输出，它被认为是“现代通信中最重要的技术突破之一”。 “任何人在任何地点、任何时候同任何其他人进行任何类型的通信”是人类通信的最高目标，这一宏伟而美好的理想正吸引着全世界的通信人为之不懈奋斗。

1.1.2 信道建模仿真技术的发展概况

移动通信系统的性能主要受到无线信道特性的制约。发射机与接收机之间的传播路径一般分布有复杂的地形地物，其信道往往是非固定的和不可预见的。具有复杂时变的电波传播特性，因而造成了信道分析和传播预测的困难。随着通信系统的日趋复杂化，无线信道的建模和仿真对于现代数字移动通信系统的研发具有越来越重要的意义。随着移动通信用户的增多，划分给移动通信的频带却没有改变，为了更有效地利用频带以支持更多的用户，移动通信中蜂窝的覆盖半径越来越小，经历了由大区制到宏小区、微小区以及微微小区的演变。未来的个人通信系统，基站天线差不多是街灯的高度，传播距离在1km 以内。按照蜂窝覆盖半

径的大小，现代无线移动通信大致可分为宏小区、微小区和微微小区等几种频率复用方式。目前，大区制、宏小区和微小区己有公认的具有普遍意义的信道模型。对大区制和宏小区(R ≈20km)内的电波传播，常根据统计结果得出预测的经验公式，再根据实测进行修正。国际公认的大区制和宏小区模型是0kumura-Hata模型，它是一组基于测试数据的统计图表拟合的、具有计算不同区域传播路径损耗中值的经验公式，它以市区路径传播损耗为基准。在此基础上对其他地区进行修正。由于它的预测值与实测数据吻合较好，己被广泛应用于大区制和宏蜂窝的无线覆盖设计中，目前这方面的工作主要集中为无线信道建模与仿真技术的必然发展趋势。

1.2 本文研究的内容

随着无线通信技术的发展，无线通信已与我们的日常生活密不可分，它渗透到我们生活的各个部分，对无线信道的研究也就成了当前通信方面研究的主要内容，无线信道衰落的仿真也就成了研究的主要课题。

本文主要研究的是无线信道建模和仿真，第一章概论介绍了无线通信的发展历史及本文的研究内容，第二章阐述了无线信道的基本概念和无线信道的模型，第三章主要是对无线信道建模仿真和仿真结果的分析，然后就是对本次研究内容的总结。

第二章 无线信道的概念和无线信道的模型

2.1 无线信道的概念

2.1.1 无线信道的定义

无线信道指无线通信中发射天线到接收天线之间的电波通路。对于无线电波而言，从发送端到接收端并没有一个有形的连接，电波的传播路径也有可能不只一条(多径传播、反射等)。为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道有一定的频带宽度，正如公路有一定的宽度一样。无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约。无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有很大的随机性，通常难于分析。甚至移动台的速度都会对信号电平的衰落产生影响。无线信道的建模历来是移动无线系统设计中的一个关键问题，也是一个难点。

2.1.2 无线信道的特点

（1）传播路径与信号衰落

在VHF 、 UHF 移动信道中， 电波传播方式除了直射波和地面反射波之外， 还需要考虑传播路径中各种障碍物所引起的散射波。

图2-1移动信道的传播路径

直射波的传播距离为d, 地面反射波的传播距离为1d ， 散射波的传播距离为2d 。 移动台接收信号的场强由上述三种电波的矢量合成。为分析简便，假设反射系数R=-1(镜面反射)，则合成场强E 为

)e e

1(212j 22j 10d d E E ?-?---=λπ

λπαα （2-1） 式中，0E 是直射波场强，λ是工作波长，1α和2α分别是地面反射波和散射波相对于直射波

的衰减系数， 而 d d d -=?11

d d d -=?22 （2-2）

图2-2 典型信号的衰落特性

（2）多径效应与瑞利衰落

在陆地移动通信中，移动台往往受到各种障碍物和其它移动体的影响，以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和。

图2-3 移动台N 条接收路径信号

假设基站发射的信号为

)](exp[)(0000?ω+=t j a t S （2-3）

式中，0ω为载波角频率，0?为载波初相。 经反射(或散射)到达接收天线的第i 个信号为)(t S i ， 其振幅为i a , 相移为i ?。

假设)(t S i 与移动台运动方向之间的夹角为i θ, 其多普勒频移值为

i m i i f f θθλ

υcos cos == （2-4） 式中，υ为车速，λ为波长，m f 为i θ=0°时的最大多普勒频移， 因此)(t S i 可写成

)](exp[)]cos 2(exp[)(00?ωθυλ

π

?++

=j t j a t S i i i i （2-5） 假设N 个信号的幅值和到达接收天线的方位角是随机的且满足统计独立， 则接收信号为 ∑-=N i i t s t S 1)()( （2-6）

令 i i i t θυλπ

?φcos 2+= , ∑∑--==N i N i i i i x a x 11cos φ , ∑∑--==N i N

i i i i y a y 11sin φ

则S(t)可写成

S(t) = (x+jy)[])(j exp 00?ω+ （2-7）

由于x 和y 都是独立随机变量之和，因而根据概率的中心极限定理，大量独立随机变量之和的分布趋向正态分布，即有概率密度函数为

222

2221

)(21)(y x y y x x

e y p e x p σσπσπσ--=

= （2-8） 式中，x σ、y σ分别为随机变量x 和y 的标准偏差。x 、 y 在区间dx 、dy 上的取值概率分别为p(x)dx 、 p(y)dy ，由于它们相互独立，所以在面积dxdy 中的取值概率为

p(x,y)dxdy = p(x)dx·p(y)dy （2-9）

式中，p(x, y)为随机变量x 和y 的联合概率密度函数。

假设2

22σσσ==y x ，且p(x)和p(y)均值为零，则

2

2222e π21),(σσy x y x p += （2-10）

通常，二维分布的概率密度函数使用极坐标系(r, θ)表示比较方便。此时，接收天线处的信号振幅为r, 相位为θ，对应于直角坐标系为

x y y x r arctan 2

22=+=θ （2-11）

在面积θd d r 中的取值概率为

p(r,θ)drd θ = p(x,y)dxdy （2-12）

得联合概率密度函数为

a r

r p r 22

22e 2)0,(σπσ-= （2-13）

对θ积分，可求得包络概率密度函数p(r)为 22

22222202e e 21

)(σσπσθπσr r r d r r p --==? （2-14）

同理，对r 积分可求得相位概率密度函数p(θ)为

ππσθσ2121

)(22202==-∞?dr re p r （2-15）

由式(2 - 14)不难得出瑞利衰落信号的如下一些特征：

σσπ253.12)()(0====?∞dr r rp r E m （2-16）

均方值

2

0222d )()(σ==?∞r r p r r E （2-17）

瑞利分布的概率密度函数p(r)与r 的关系如图 2-4 所示

图2-4 瑞利分布的概率密度

当r=σ时，p(r)为最大值，表示r 在σ值出现的可能性最大。由式(2-14)不难求得

)21exp(1

)(-=σσp （2-18） 当r=2ln 2σ ≈ 1.177σ时， 有

21)(77.10=?

dr r p σ （2-19）

信号包络低于σ的概率为 39.0e 1d )(021=-=?-σ

r r p （2-20）

同理，信号包络r 低于某一指定值σk 的概率为

?--=σ

k k r r p 022e 1d )( （2-21）

图2-5 瑞利衰落的累积分布

（3）慢衰落和衰落储备

在移动信道中，由大量统计测试表明：信号电平发生快衰落的同时，其局部中值电平还随地点、时间以及移动台速度作比较平缓的变化，其衰落周期以秒级计，称作慢衰落或长期衰落。慢衰落近似服从对数正态分布。所谓对数正态分布，是指以分贝数表示的信号电平为正态分布。

此外，还有一种随时间变化的慢衰落，它也服从对数正态分布。这是由于大气折射率的平缓变化，使得同一地点处所收到的信号中值电平随时间作慢变化，这种因气象条件造成的

慢衰落其变化速度更缓慢(其衰落周期常以小时甚至天为量级计)，因此常可忽略不计。

图2-6 信号慢衰落的特性曲线（a）市区（b）郊区

为研究慢衰落的规律，通常把同一类地形、地物中的某一段距离(1~2km)作为样本区间，每隔20m(小区间)左右观察信号电平的中值变动，以统计分析信号在各小区间的累积分布和标准偏差。图2-6(a)和(b)分别画出了市区和郊区的慢衰落分布曲线。绘制两种曲线所用的条件是：图2-6(a)中，基站天线高度为220m, 移动台天线高度为3m; 图 2-6(b)中，基站天线高度为60m, 移动台天线高度为3m。由图可知，不管是市区还是郊区，慢衰落均接近虚线所示的对数正态分布。标准偏差σ取决于地形、地物和工作频率等因素，郊区比市区大，σ也随工作频率升高而增大，如图 2-7。

图2-7 慢衰落中值标准偏差

图 2-7 示出了可通率T分别为90%、 95%和99%的三组曲线，根据地形、地物、工作频率和可通率要求，由此图可查得必须的衰落储备量。例如:f=450MHz，市区工作，要求T=99%，则由图可查得此时必须的衰落储备约为22.5dB。

图2-8衰落储备量

（4）多径时散与相关带宽

1）多径时散

多径效应在时域上将造成数字信号波形的展宽，为了说明它对移动通信的影响，首先看一个简单的例子(参见图2-9)。

图2-9 多径失散实例

假设基站发射一个极短的脉冲信号)()(0t a t S i δ=，经过多径信道后，移动台接收信号呈现为一串脉冲，结果使脉冲宽度被展宽了。这种因多径传播造成信号时间扩散的现象，称为多径时散。

必须指出，多径性质是随时间而变化的。如果进行多次发送脉冲试验，则接收到的脉冲序列是变化的（即便是地点不变），如图 2-10 所示。它包括脉冲数目N 的变化、脉冲大小的变化及脉冲延时差的变化。

图2-10 时变多径信道相应示例 （a ）N=3 （b ）N=4 （c ）N=5

一般情况下，接收到的信号为N 个不同路径传来的信号之和，即

[]

)()(10t t S a t S i N i i i τ-=∑= （2-22）

式中，i a 是第i 条路径的衰减系数；)(t t i 为第i 条路径的相对延时差。

图2-11 多径时延信号强度

2）相关带宽

从频域观点而言，多径时散现象将导致频率选择性衰落，即信道对不同频率成分有不同的响应。若信号带宽过大，就会引起严重的失真。为了说明这一问题，先讨论两条射线的情况，即如图 2-12 所示的双射线信道。为分析简便，不计信道的固定衰减，用“1”表示第一条射线，信号为)(t S i ; 用“2”表示另一条射线，其信号为)()(t j i e t rS ?ω，这里r 为一比例常数。于是，接收信号为两者之和， 即

)e 1)(()()(j 0t i r t S t S ?+=ω （2-23）

图 2-12 所示的双射线信道等效网络的传递函数为

)

(01)()(

),(

t j i e re t S t S t H ?+==ωω （2-24）

信道的幅频特性为

)(sin )(cos 1),(t jr t r t A ?+?+=ωωω （2-25）

由上式可知，当ωΔ(t)=2n π时(n 为整数)，双径信号同相叠加，信号出现峰点；而当

ωΔ(t)=(2n+1)π时，双径信号反相相消，信号出现谷点。根据式2-24画出的幅频特性如图 2-12所示。

图2-12 双射线信道等效网络

由图可见，其相邻两个谷点的相位差为

Δφ =Δω3Δ(t) = 2π

)(12)(π2t B t c ?=?=?=

?πωω （2-26）

由此可见，两相邻场强为最小值的频率间隔是与相对多径时延差Δ(t)成反比的，通常称c B 为多径时散的相关带宽。若所传输的信号带宽较宽，以至与c B 可比拟时，则所传输的信号将产生明显的畸变。

实际上，移动信道中的传播路径通常不止两条，而是多条，且由于移动台处于运动状态，相对多径时延差Δ(t)也是随时间而变化的，因而合成信号振幅的谷点和峰点在频率轴上的位置也将随时间而变化，使信道的传递函数呈现复杂情况，这就很难准确地分析相关带宽的大小。工程上，对于角度调制信号，相关带宽可按下式估算：

?=π21

c B （2-27）

式中， Δ为时延扩展。

2.2 无线信道的模型

各类信号从发射端送出之后，在到达接收端之前所经过的路径，我们统称为信道。通道对传送信号所产生的影响，是各类通信系统接收机设计的一个关键考量。其中，如果传送的是无线电信号，电磁波传播所经过的路径，我们特别称为无线信道。无线信道可能是很简单的直线传播，也可能会被许多不同的因素所干扰，例如信号经过建筑物、山丘等反射所产生的多径效应，多径效应会造成信号放大或衰减，最大和最小可以相差30到40dB ；此外，发射端和接收端的相对运动，会使信号产生多普勒效应，多普勒效应会使通道的特性随着时间而改变，增加了信号品质的不确定性。对无线通信系统而言，因为传播路径的多样性与时变性，无线信道的特性便在接收机的设计中，扮演者关键的角色。

2.2.1 自由空间传播模型

无线电自发射端送出后，在空间中呈现发散的特性向四面八方传播出去，情况就像一个不断膨胀的球体，基于能量守恒的原理，无论半径为多少，整个球体表面积所散布的能量必须守恒，而球体的表面积是与距离的平方成正比，这也就是为何在真空中，接收功率和传播距离平方成反比的缘故。此模型是用来估测当发射端和接收端之间没有任何障碍物，此时发射端和接收端之间的距离也是最短的。基本上，在这种传播模式底下，接收机所接收到的信号强度和距离的平方成反比，这也是依球面积和能量守恒定律所得来的结果。

由电磁场理论可知，若各向同性天线的辐射功率为T P 瓦，则距辐射源 d m 出的电场强度有效值0E 为

d P E T 300=

（V/m ） （2-28）

磁场强度有效值0H 为 d P H T

π120300= (A/m) （2-29）

单位面积上的电波功率密度S 为

24d P S T

π= （2/m W ）

（2-30） 若用发射天线增益为T G 的方向性天线取代各向同性天线，则上述公式应该写为

d G P E T

T 30

0= （V/m ）

d G P H T

T π120300= (A/m)

24d G P S T

T π= (2/m W )

（2-31） 接收天线获取的电波功率等于该点的电波功率密度乘以接收天线的有效面积，即

R R SA P =

（2-32） 式中，R A 为接收天线的有效面积，它与接收天线增益R G 满足下列关系：

R R G A πλ42

=

（2-33） 式中，πλ42

为各向同性天线的有效面积，

由式 2-31 至式 2-33可得

2

)4(d G G P P R T T R πλ=

（2-34） 当收、发天线增益为0dB ，即当1==R T G G 时，接收天线上获得的功率为

2

4???

??=d P P T R πλ

（

2-35） 由上式可见，自由空间传播损耗fs L 可定义为

2

4??? ??==λπd P P L R T fs （2-36） 以dB 计，得

[]

)(4lg 20)(4lg 10)(2

dB d dB d dB L fs λπλπ=??? ??= （2-37） 或 ［fs L ］(dB) = 32.44+20lg d(km)+20lg f(MHz) （2-38）

式中，d 的单位为km ，频率单位以MHz 计。

2.2.2 无线视距传播模型

1.无线视距

由于大气的存在引起电磁波的折射，电磁波的传播路径并非直线，而是一条向地球弯曲的弧线，曲率约为地球半径的4倍。

图2-13 无线视距传播示意图

对于理想平滑地面，无线视距路径距离为：

)

(17)(34234342

2m h km d h r r h r d a LS a a LS ≈??≈??? ??-??? ??+= （2-39） 无线电波传输距离比直视视距更远。

2.地形对无线视距的影响

假设：不规则地形的平均起伏高度差为Δh

天线有效高度ae h 为天线高于地形平均海拔的高度，则无线视距路径距离的统计均值为： ()m h h LS LI a e e

d d 5,max /07.0?-?= （2-40）

不规则地形使无线视距减小。

表2-2 地形对h ?的影响

3.无线视距两径模型

无线视距传播路径：直达波、地面反射波

图2-14 无线视距两径模传播示意图

电波路径差：d h h r r R

T 212≈- （2-41）

路径差形成的相位差：d h h R T λπφ4=? （2-42）

当相位差>π时，路径损耗呈现周期摆动形态。

当相位差<π时，路径损耗不再摆动，称为第一菲涅尔区。

当d>>4h T h R /λ时，对于平滑地面有如下近似：

2

2424??? ????? ??≈d d h h G R T LOS πλλπ （2-43）

2

2

424??? ????? ??≈d d h h G R T LOS πλλπ （2-44） 当距离远大于第一菲涅耳半径时，两径无线视距损耗变得与频率无关。

随着地面反射系数减小，由反射引起的衰减因子也减小，视距路径损耗将逐渐减小并变的与频率有关，但目前尚没有精确的定量描述。

实际的两径损耗特性如图2-15所示：

图2-15 两径损耗特性

4.超越障碍的衍射传播模型;

无线电波可以通过衍射进入障碍物阻挡的阴影区，但会形成衍射损耗，与障碍物高度、距离、频率等有关。

图2-16 超越障碍的衍射传播示意图 根据经典光学衍射理论，有障碍时阴影区的衍射损耗约为：

???+-+=υ

υυυlg 2095.1227.111.902.6)(2A （2-45） r

T d d d H λυ2= （2-46）

图2-17 障碍衍射损耗

2.2.3 无线信道经验模型

1.哈特模型（Hata Model ）

在市区的中值路径损耗的标准公式为(CCIR 采纳的建议)

d h h a h f dB Lurban b b b c lg )lg 55.69.44()(lg 82.13lg 16.2655.69)(-+--+= （2-47） 式中：c f 是在150~1500MHz 内的工作频率；b h 是基站发射机的有效天线高度（单位为m ，适用范围30~200 m ），其定义为天线相对海平面高度ts h 减去距离从3 km 到15 km 之间的平均地

多信道无线信道建模方案

2008年7月 July 2008 计 算 机 工 程Computer Engineering 第34 第13期 Vol 卷.34 No.13 ·网络与通信· 文章编号：1000—3428(2008)13—0081—03 文献标识码：A 中图分类号：TN915 多信道无线信道建模方案 王月丽，李红艳 (西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室信息科学研究所，西安 710071) 摘 要：分析OPNET 仿真环境中现有的无线信道建模方案，针对其在多信道仿真中的问题，提出一种新的无线信道建模方案，以弥补原有方案在节点进行信道切换时无法实时侦听信道状态的缺陷，保证动态多信道环境中物理载波侦听的实时性。通过对无线自组织网络多信道MAC 层协议的仿真及仿真数据的分析，验证了新方案适用于多信道网络的场景仿真。 关键词：多信道；自组织网络；MAC 层协议 Radio Modeling Scheme for Multi-channel Wireless Networks WANG Yue-li, LI Hong-yan (State Key Lab of Integrated Service Networks and Institute of Information Science, Xidian University, Xi’an 710071) 【Abstract 】The radio model in OPNET is not suitable for multi-channel scenarios. It can not give physical carrier-sensing state correctly while channel is switching. The problems which forbid multi-channel simulations in OPNET are analyzed. A new radio model which supports the transceivers of a node to switch between multiple channels is also proposed. And the radio model with the multi-channel MAC protocol simulations in wireless Ad Hoc network scenarios is certified. 【Key words 】multi-channel; Ad Hoc network; MAC protocol OPNET 软件提供的无线信道模型，充分考虑了无线信道易受噪声、干扰、多径等因素影响的特点，因此能够十分精确地模拟实际无线环境。然而，该模型只考虑了收发信机处于固定信道时的无线信道特点，不适用于收发信机在多个信道间动态切换的无线网络仿真场景。本文分析了基于现有的OPNET 无线信道模型的多信道MAC 层协议[1-4]仿真中的问题。在此基础上，提出了一种更为精确、高效的适用于多信道仿真的无线信道建模方案。 1 OPNET 无线信道建模简介 1.1 IEEE80 2.11WLAN 节点模型 图1给出了OPNET 中WLAN 节点模型的构造图。 source sink wlan _mac_intf wireless _lan_mac wlan_port _rx0wlan_port_tx0 name wlan _port_rx0bkgnoise model channel modulation noise figure ecc threshold ragain model power model inoise model snr model ber model error model ecc model (...)dpsk 1.00.0NONE wlan _power dra_bkgnoise dra_inoise dra_snr wlan _ber wlan_error wlan _ecc name channel modulation rxgroup model txdel model closure model chanmatch model tagain model propdel model (...)dpsk wlan _port_tx0wlan _rxgroup wlan _txdel wlan _chanmatch wlan _propdel NONE NONE 图1 WLAN 节点模型内部构造图 该模型由6个进程构成，进程间通过包流(实线)或状态线(虚线)相连。包流负责包在进程间的传递，状态线负责传递进程的状态变化信息。源(source)进程模拟高层数据包到达的过程，池(sink)进程模拟数据包上传的过程。MAC 层接口 (wlan_mac_intf)负责将源的数据包传给MAC 层(wireless_lan_ mac)，同时将来自MAC 层的数据包传送给池。MAC 层负责将包传送给无线发信机(wlan_port_tx0)，并对无线收信机(wlan_port_ rx0)收到的包进行处理。IEEE 802.11WLAN 协议的具体实现过程是通过MAC 层和物理层完成的。图1右方上下2个属性列表分别属于发信机和收信机。表中各无线链路模型分别通过相应的管道阶段函数调用来实现，以计算噪声、干扰、多径等无线链路参数。 1.2 无线收发信机管道建模 假设时刻节点开始发包，管道阶段函数调用情况如下： 1t (1)时刻：调用发送节点发信机的管道阶段函数，依次是接收主询(查找并滤除外网节点和发送节点的收信机)、传输时延(计算包在无线信道中的传输时间)、信道匹配(检查接收节点的收信机信道是否与发送节点的发信机信道相匹配)和传播时延(计算包的传播时间)。 1t (2)t 1t +?时刻(开始收包时刻，为传播时延)： t ?计算接收功率； if(接收功率大于接收功率门限) {触发高门限中断，告知MAC 层收信机开始收包； 将收信机结束收包时刻更新为当前包的结束接收时刻； if(收信机空闲) {当前包为有效包； if(收信机正在接收噪声包) 对有效包计算干扰噪声、背景噪声和信噪比； else 对有效包计算背景噪声和信噪比； } 基金项目：国家自然科学基金资助项目(60572145) 作者简介：王月丽(1984－)，女，硕士研究生，主研方向：无线通信网络理论与技术；李红艳，教授 收稿日期：2007-07-27 E-mail ：ylwang@https://www.sodocs.net/doc/0811840139.html, —81—

毕业设计用matlab仿真

毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。

如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战

汽车ABS系统的建模与仿真设计

基于Matlab/Simulink的汽车建模与仿真 摘要 本文所研究的是基于Matlab/Simulink的汽车防抱死刹车系统（ABS）的仿真方法，本方法是利用了Simulink所提供的模块建立了整车的动力学模型，轮胎模型，制动系统的模型和滑移率的计算模型，采用的控制方法是PID控制器，对建立的ABS的数学模型进行了仿真研究，得到了仿真的曲线，将仿真曲线与与没有安装ABS系统的制动效果进行对比。根据建立的数学模型分析，得到ABS系统可靠，能达到预期的效果。 关键词 ABS 仿真建模防抱死系统PID

Modeling and Simulation of ABS System of Automobiles Based on Matlab/Simulink Abstract A method for building a Simulator of ABS base on Matlab/Simulink is presented in this paper.The single wheel vehicle model was adopted as a research object in the paper. Mathematical models for an entire car, a bilinear tire model, a hydraulic brake model and a slip ratio calculation model were established in the Matlab/Simulink environment. The PID controller was designed. The established ABS mathematical model was simulated and researched and the simulation curves were obtained. The simulation results were compared with the results without ABS. The results show that established models were reliable and could achieve desirable brake control effects. Key words ABS; control; modeling; simulation；Anti-lock Braking System; PID

中型企业网络设计与仿真毕业设计

毕业设计 中型企业网络设计与仿真

第1章绪论 企业局域网伴随着Internet的成长而高速的发展，到现在已经形成了完整的体系结构和解决方案。但要设计一个完善和健壮的企业网络是非常不容易的，因为这涉及到很多复杂的细节问题。首先是收集企业的网络办公需求，然后根据需求来设计企业网络，本设计是针对中型企业的网络，所以办公需求并不复杂。在分析完整需求后，根据网络的特点分成硬件和软件的设计。硬件设计整个网络系统的基础，其中分成三个模块的设计：交换机模块、防火墙模块和服务器模块的设计，重点是交换机模块的设计。软件设计就是在这些硬件的基础上实施各种高级的应用服务如DNS、DHCP、WEB、FTP和各种企业应用软件和数据库系统。

第2章需求分析 企业网（ENTERPRISE NETWORK）是非常典型的综合网络实例。在本设计方案中主要是对一个中型企业进行整体的网络设计。为了更好的设计企业网络我们将需求分为硬件需求和软件（服务）需求。经需求分析，得出以下结论： 2.1 硬件需求 (1)对于中小企业，采用基于TCP/IP协议组的以太交换网模式是最适合的。经过几年的发展，以太交换技术和产品都十分成熟，网络的实现和管理简单，维护量小，并且可以向未来的发展进行平滑的升级和过渡。 (2)企业内部局域网带宽方面采用千兆主干、百兆到桌面的设计，这样足以满足企业的现有应用。 (3)通过DSL技术接入Internet，使公司连接外网，时时与外界保持沟通和交流更新。 (4)为分割广播域减少不必要的流量，对公司的网络实施VLAN。 (5)在接入Internet干线上放置硬件防火墙保障公司的网络安全。 (6)实施VOIP的语音服务。 (7)因申请的公有IP地址有限，故公司内部除部分服务器外全部使用防火墙实施NAT转换。 2.2 软件（服务）需求 (1)建立域服务器，统一管理公司的资源。 (2)为管理简单，全公司使用一台DHCP服务器实施灵活的IP地址的分配。 (3)建立WWW、FTP、DNS和邮件等企业常用应用服务。 (4)建立两个网页服务器，一个只供企业内部访问，一个供Internet用户访问。 (5)建立企业级的数据库服务器，集中管理公司的各种数据。 以下根据上述的需求分析来设计企业网络。

无线信道建模与仿真毕业设计论文

毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：

摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型

Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model

PCB仿真设计毕业论文

PCB仿真设计毕业论文 【摘要】 随着微电子技术和计算机技术的不断发展，信号完整性分析的应用已经成为解决高速系统设计的唯一有效途径。借助功能强大的Cadence公司SpecctraQuest 仿真软件，利用IBIS模型，对高速信号线进行布局布线前信号完整性仿真分析是一种简单可行行的分析方法，可以发现信号完整性问题，根据仿真结果在信号完整性相关问题上做出优化的设计，从而缩短设计周期。 本文概要地介绍了信号完整性(SI)的相关问题，基于信号完整性分析的PCB 设计方法，传输线基本理论，详尽的阐述了影响信号完整性的两大重要因素—反射和串扰的相关理论并提出了减小反射和串扰得有效办法。讨论了基于SpecctraQucst的仿真模型的建立并对仿真结果进行了分析。研究结果表明在高速电路设计中采用基于信号完整性的仿真设计是可行的, 也是必要的。 【关键字】 高速PCB、信号完整性、传输线、反射、串扰、仿真

Abstract With the development of micro-electronics technology and computer technology，application of signal integrity analysis is the only way to solve high-speed system design. By dint of SpecctraQuest which is a powerful simulation software, it’s a simple and doable analytical method to make use of IBIS model to analyze signal integrity on high-speed signal lines before component placement and routing. This method can find out signal integrity problem and make optimization design on interrelated problem of signal integrity. Then the design period is shortened. In this paper，interrelated problem of signal integrity, PCB design based on signal integrity, transmission lines basal principle are introduced summarily．The interrelated problem of reflection and crosstalk which are the two important factors that influence signal integrity is expounded. It gives effective methods to reduce reflection and crosstalk. The establishment of emulational model based on SpecctraQucst is discussed and the result of simulation is analysed. The researchful fruit indicates it’s doable and necessary to adopt emulational design based on signal integrity in high-speed electrocircuit design. Key Words High-speed PCB、Signal integrity、Transmission lines、reflect、crosstalk、simulation

物流系统建模与仿真课程设计

课程设计物流系统建模与仿真 专业年级2011级物流工程指导教师张莹莹 小组成员 重庆大学自动化学院 物流工程系 2014年9 月12 日

课程设计指导教师评定成绩表 项目分 值 优秀 (100>x≥90) 良好 (90>x≥80) 中等 (80>x≥ 70) 及格 (70>x≥60) 不及格 (x<60) 评 分参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准 学习态度15 学习态度认 真，科学作风 严谨，严格保 证设计时间并 按任务书中规 定的进度开展 各项工作 学习态度比较 认真，科学作 风良好，能按 期圆满完成任 务书规定的任 务 学习态度 尚好，遵守 组织纪律， 基本保证 设计时间， 按期完成 各项工作 学习态度尚 可，能遵守组 织纪律，能按 期完成任务 学习马虎， 纪律涣散， 工作作风 不严谨,不 能保证设 计时间和 进度 技术水平 与实际能力25 设计合理、理 论分析与计算 正确，实验数 据准确，有很 强的实际动手 能力、经济分 析能力和计算 机应用能力， 文献查阅能力 强、引用合理、 调查调研非常 合理、可信 设计合理、理 论分析与计算 正确，实验数 据比较准确， 有较强的实际 动手能力、经 济分析能力和 计算机应用能 力，文献引用、 调查调研比较 合理、可信 设计合理， 理论分析 与计算基 本正确，实 验数据比 较准确，有 一定的实 际动手能 力，主要文 献引用、调 查调研比 较可信 设计基本合 理，理论分析 与计算无大 错，实验数据 无大错 设计不合 理，理论分 析与计算 有原则错 误，实验数 据不可靠， 实际动手 能力差，文 献引用、调 查调研有 较大的问 题 创新10 有重大改进或 独特见解，有 一定实用价值 有较大改进或 新颖的见解， 实用性尚可 有一定改 进或新的 见解 有一定见解观念陈旧 论文(计算 书、图纸)撰写质量50 结构严谨，逻 辑性强，层次 清晰，语言准 确，文字流畅， 完全符合规范 化要求，书写 工整或用计算 机打印成文； 图纸非常工 整、清晰 结构合理，符 合逻辑，文章 层次分明，语 言准确，文字 流畅，符合规 范化要求，书 写工整或用计 算机打印成 文；图纸工整、 清晰 结构合理， 层次较为 分明，文理 通顺，基本 达到规范 化要求，书 写比较工 整；图纸比 较工整、清 晰 结构基本合 理，逻辑基本 清楚，文字尚 通顺，勉强达 到规范化要 求；图纸比较 工整 内容空泛， 结构混乱， 文字表达 不清，错别 字较多，达 不到规范 化要求；图 纸不工整 或不清晰 指导教师评定成绩：

中型企业网络设计及仿真模拟_毕业设计

中型企业网络设计及仿真模拟 摘要 一个高效的企业办公环境对企业来说是效率和利益的保证，图形操作系统的出现催生了办公自动化的发展，办公自动化确实给企业的办公带来了很大的帮助。办公局域网的出现又一次彻底的颠覆了企业的办公理念，网络能使企业内部之间实现高速的通信和全方位的信息共享，给企业的办公带来了极大地便利。正是由于局域网的巨大优势，各公司企业和政府部门都纷纷建设和加强高速局域网络，利用现代化的信息技术使公司在残酷的市场竞争中立于不败之地。 本设计中的公司是一家处于快速成长且资金雄厚的高科技技术研发和生产的中型企业，在公司网络的设计中公司决定全部使用国际知名的思科公司的产品。在参考大量以往成功的实例后决定网络拓扑采用三层设计结构，分别是：核心层、汇聚层和接入层，这样可以有效地分割整个企业网络的流量，保持网络的长久稳定，也便于未来的网络扩展。然后根据思科官方提供的资料选择各个层中的设备及模块并做相应的配置。最后在工程实施之前在思科提供的模拟软件上模拟设计好的企业网络，以验证网络的合理性和稳定性。其次规划好在网络中启用的高级服务应用，做好相应的配置，并在VM虚拟机上进行模拟配置以便及时发现问题并解决。 关键词：中型企业网络设计交换机服务器虚拟机

Abstract An efficient business enterprise office environment is the interests of efficiency and guarantee. The appearance of Graphical Operating System spawned the development of Office Automation. Office Automation to the company's office did bring a lot of help. The appearance of Office LAN overthrow the corporate office concept. The network make the high-speed and full range of information sharing of internal communication possible, and brings to the enterprise greatly facilitated. Because of the great advantages of local area network, the companys and government departments have to build and strengthen Enterprise LAN, using modern information technology make companies stand stadily in a brutal market competition. The company of this design is a rapidly growing and financially strong high-tech R & D and manufacturing of medium-sized enterprises. In the company's decision the network all use the world-renowned Cisco‘s products. In reference to a large number of successful examples of the past decided network,the topology design using three-tier structure, namely: the core layer, collect layer and access layer. This can not divide the entire enterprise network traffic effectively and maintain long-term stability of the network, but also to facilitate the network expansion in the future. Then according to the official information provided by Cisco. We Select the equipment and the module configuration accordingly for each layer. Finally, before the implementation of the project we better simulate in Cisco's corporate network simulation software to verify the rationality and stability of the network design. Secondly, make a plan for advanced services and applications.Then appropriate configure server in VMware Workstaion in order to discover and solve problems. Key words: Medium-sized Enterprise Network Design Switch Servers VMware Packet Tracer

无线信道建模与仿真

摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型

Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model

(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文

创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽
班 级 学 号： 指 导 老 师： 温 靖

二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言........................................................................................................................ 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成 ............................................................................................................... 4 2.2 信道编译码 ........................................................................................................................ 4 2.2.1 卷积码的原理 ........................................................................................................ 4 2.2.2 译码原理 ................................................................................................................ 5 2.3 调制与解调 ....................................................................................................................... 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 .................................................................................................. 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ...................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调 ................................................................................................. 7 2.4 信道 .................................................................................................................................... 8

物流系统建模与仿真课程实验论文

物流系统建模与仿真 实验报告 实验一基于电子表格的需求预测方法实验二基于Flexsim的排队系统模拟 专业: 班级： 姓名: 学号： 指导老师： 成绩： 2013--2014 学年第二学期

实验一基于电子表格的需求预测方法 一、实验简介 基于运筹学的物流需求预测与物流网点设施规划是物流系统建模的基础内容之一。在线性回归模型以及时间序列预测模型的求解过程中，Excel电子表格是有效的计算机仿真工具。属于验证性实验。 二、实验目的 1、掌握在Excel中建立指数平滑预测模型的方法； 2、掌握用Excel求解一元线性回归模型的方法（添加线性趋势线、回归分析报告）。 三、实验内容 1、“美食佳”公司半成品年销售量预测 “美食佳”餐饮连锁有限公司成立于1985年，20多年来经营稳定，创出了品牌。作为餐饮连锁企业，“美食佳”在抓好店内消费服务的同时，针对春节、“五一”、“十一”等几个大的节假日，推出了“美食佳”特色半成品的对外销售。表1显示了从1987年到2006年共20年间，每年“美食佳”特色半成品的销售量情况： 表1 要求： ①在平滑常数为0.25的情况下，用指数平滑法预测公司该产品在2007年的销售量。 ②寻找进行指数平滑预测时的最优平滑常数。 2、“家家有房”公司建筑许可证一元线性回归分析 “家家有房”开发公司准备开发房产，但是要想开发房产必须先拿到建筑许可证，现经过调查研究发现：建筑许可证数量主要与该地区人口的密度有关，如下表2所示：

表2 要求：建立一个能反映许可证颁发数量与人口密度之间的关系的回归模型，并预测当人口密度为7000时许可证的颁发数量。 四、实验步骤及结果 第一个小实验步骤及结果 1.打开excel 2013，把基本数据录入表格框内。 2.用平滑指数法计算当平滑常数为0.25时，2007年的销售数量。 利用“数据分析”工具中的指数平滑功能进行预测。“工具”--- “加载宏”，“加载宏”---“分析工具库”，然后单击“确定”按钮，将会在“工具”菜单下出现“数据分析”选项。“工具”--- “数据分析”，在出现的“数据分析”----“指数平滑”，如图：

基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真_毕业设计

基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 目录 1 绪论 (1) 1.1 本设计的研究背景和研究目的 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 本设计的任务和设计方法 (2) 1.3.1 设计任务 (2) 1.3.2 设计方法 (2) 2 乒乓游戏机设计方案 (3) 2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计 (3) 2.1.1 硬件设计 (3) 2.1.2 软件设计 (4) 2.2 基于FPGA的乒乓游戏机设计 (4) 2.3 方案比较与选择 (5) 3硬件电路的设计 (6) 3.1 硬件核心电路选择 (6) 3.1.1 单片机STC89C51简介 (6) 3.1.2 单片机端口分配 (7) 3.2 电源电路的设计 (8) 3.3 时钟电路的设计 (9) 3.4 复位电路的设计 (10) 3.5 按键电路的设计 (10) 3.6 模拟球台电路的设计 (12) 3.6.1 译码器简介 (12) 3.6.2发光二极管简介 (14) 3.6.3 模拟球拍电路的设计 (15) 3.7 显示电路的设计 (15) 3.7.1 LCD1602简介 (15) 3.7.2 显示电路的设计 (16)

3.8 乒乓游戏机总电路的设计 (17) 4 乒乓游戏机的软件设计及编程 (18) 4.1 主程序的设计及功能实现 (19) 4.2 按键组的设计及功能实现 (20) 4.2.1 球拍模拟子程序 (20) 4.2.2 暂停/开始子程序 (20) 4.3 发球程序的设计及功能实现 (21) 4.4 线路程序的设计及功能实现 (21) 4.4.1 线路选择子程序 (21) 4.4.2 LED点阵子程序 (22) 4.5 回球程序的设计及功能实现 (22) 4.6 LCD显示程序设计及功能实现 (23) 4.7 设计源程序 (24) 5 系统调试及分析 (24) 5.1 仿真调试及分析 (24) 5.1.1 Proteus软件简介 (24) 5.1.2 Keil uVision4软件简介 (25) 5.1.3 仿真调试 (25) 5.1.4 仿真调试的结果分析 (28) 5.2 实物调试及分析 (28) 5.2.1 制作实物的过程 (28) 5.2.2 进行实物调试 (28) 5.2.3 实物调试的结果分析 (31) 6 结论与展望 (32) 谢辞（Acknowledge） (33) 参考文献 (34) 附录1：程序 (36) 附录2：元件清单 (51)

移动通信瑞利衰落信道建模及仿真

移动通信瑞利衰落信道建模及仿真 信息与通信工程学院 09211123班 09212609 蒋砺思 摘要：首先分析了移动信道的表述方法和衰落特性，针对瑞利衰落，给出了Clarke模型，并阐述了数学模型与物理模型之间的关系，详细分析了Jakes仿真方法，并用MATLAB进行了仿真，并在该信道上实现了OFDM仿真系统，仿真曲线表明结果正确，针对瑞利衰落的局限性，提出了采用Nakagami-m分布作为衰落信道物理模型，并给出了新颖的仿真方法。 关键词：信道模型；Rayleigh衰落；Clarke模型；Jakes仿真；Nakagami-m分布及仿真 一．引言 随着科学技术的不断进步和经济水平的逐渐提高，移动通信已成了我们日常生活中不可缺少的必备品。然而，移动通信中的通话常常受到各种干扰导致话音质量的不稳定。本文应用统计学及概率论相关知识对移动通信的信道进行建模仿真和详尽的分析。 先来谈谈移动通信的发展历史和发展趋势。所谓通信就是指信息的传输、发射和接收。人类通信史上革命性的变化是从电波作为信息载体（电信）开始的，近代电信的标志是电报的诞生。为了满足人们随时随地甚至移动中通信的需求，移动通信便应运而生。所谓移动通信是指通信的一方或双方处于移动中，其传播媒介是无线电波，现代移动通信以Maxwel1理论为基础，他奠定了电磁现象的基本规律；起源于Hertz的电磁辐射，他认识到电磁波和电磁能量是可以控制发射的，而Marconi无线电通信证实了电磁波携带信息的能力。第二次世界大战结束后，开始了建立公用移动通信系统阶段。这第一代移动通信系统最大缺点是采用模拟技术，频谱利用律低，容量小。90年代初，各国又相继推出了GSM等第二代数字移动通信系统，其最大缺点是频谱利用率和容量仍然很低，不能经济的提供高速数据和多媒体业务，不能有效地支持Internet业务。90年代中期以后，许多国家相继开始研究第三代移动通信系统，目前，我国及其他国家已开始了第四代移动通信的研究。相比之前的系统，3G或4G有以下一些特点：1.系统的国际通用性：全球覆盖和漫游。2.业务多样性，提供话音、数据和多媒体业务，支持高速移动。3.频谱效率高，容量大。4.提供可变速率业务，具有QoS保障。在3G或4G的发展中，一个核心问题就是系统的高速数据传输与信道衰落之间的矛盾。从后面的分析中，我们会看到多径衰落是影响移动通信质量的重要因素，而高速数据传输和移动终端高速移动会加剧多径衰落，因此，抗衰落是3G或4G的重要技术，对移动信道的研究是抗衰落的基础，建模及仿真是研究衰落信道的基本方法之一。 再来看看移动通信系统组成及移动信道特点。移动通信组成如图（1）所示，包括信源、信道、信宿，无线信道是移动通信系统的重要