[整理]22移动信道的衰落特性

§2-2 移动信道的衰落特性

?大尺度传播特性：描述的是发射机与接收机之间长距离上的场强变化

?路径传播损耗：它反映了传播在宏观大范围(几百米或几千米)的空间距离上

的接收信号电平平均值的变化趋势。

?由于阴影效应和气象条件变化造成的接收场强中值的缓慢变化，这种损耗是

中等范围内（数十至数百个波长范围）接收电平的均值变化而产生的损耗。

一般认为慢衰落与工作频率无关，仅取决于移动台的移动速度，衰落深度取决于障碍物

的状态；且衰落后信号的幅度服从于对数正态分布。移动用户和基站之间的距离为r时，传

播路径损耗和阴影衰落用dB可以表示为：

10lgl(r,ξ)=10nlgr+ξ

?小尺度传播特性：描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动情

况。

?快衰落损耗：由于多径传播而产生的损耗。它反映微小范围（几个至数十个

波长范围）接收电平的均值变化而产生的损耗。

一、快衰落/多径衰落/瑞利衰落：多径传播是陆地移动通信系统的主要特征。

★多普勒频移

?成因：路程差造成的接收信号相位变化值，进而产生多普勒频移。

?后果：信号经不同方向传播，其多径分量造成接收机信号的多普勒扩展，进而增加

信号带宽。

?

此可得出频率变化值，即多普勒频移fd

v 移动环境：

?基站高、移动台低。基站天线通常高30 m，可达90 m；移动台天线通常为2～3 m

以下。

? 移动台周围的区域称为近端区域，该区域内的物体造成的反射是造成多径效应的主

要原因。

? 离移动台较远的区域称为远端区域，在远端区域，只有高层建筑、较高的山峰等的

反射才能对该移动台构成多径。

二、多经信号的统计特性

1） 瑞利Rayleigh 衰落：在多径传播信道中，若N 条路经彼此相互独立且没有一

个信道的信号占支配地位，或者没有直射波信号，仅有很多的反射波，则接收信号的包络将服从瑞利分布。

2） 莱斯Ricean 衰落：在多径传播信道中，若接收信号中有一个信道的信号占支配

地位（常常是直射波），则其包络将服从莱斯分布。

3） Nakagami-m 分布：在20世纪60年代，Nakagami 通过基于现场测试的实验方

法，用曲线拟合得到近似分布的经验公式，对于无线信道的描述有很好的适应性。

? 瑞利分布－假设条件

? 在发信机与收信机之间没有直射波通路；

? 有大量反射波存在，且到达接收天线的方向角是随机的，相位也是随机的，

且在0～2л内均匀分布：

? 各个反射波的幅度和相位都是统计独立的。 ? 离基站较远，反射物较多

若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：

1

()()N i i S t S t ==∑=00(2(cos ))

()1

i i v

N

j t j w t i i a e

e ?πθ?λ

++=∑

式中，()i S t 为经反射(或散射)到达接收天线的第i 个信号，其振幅为αi , 相移为φi 。 θi 为S i (t)与移动台运动方向之间的夹角, 其多普勒频移值为：i m i i f f θθλ

υ

cos cos ==

。0w 为载波角频率，φ0为载波初相。

当N 很大，由中心极限定理可知，接收信号的同相分量和正交分量均服从高斯分布，其包络服从瑞利分布：

222

2

22222

2

2

11()(,)22r r r

p r p r d re

d e π

π

σσθ?θπσ

πσ

σ

-

-

=

=

=

?

?

，0r ≥

式中，2

σ为信号的平均功率，（σ为包络检波前接收信号的均方根值）r 为信号的幅度值。

不超过某特定值R 的接收信号包络的概率。

（2.7）

进一步分析可得：

(一阶矩)均值：0

()() 1.253m E r r p r dr σ∞

===

=?

------------------------- -----

(2.8)

(二阶矩)均方值(信号包络的功率)： 2

220

()()2E r r p r dr σ∞

==?

--------------------

(2.9)

方差(信号包络的交流功率)：222

2

22[][]20.42922

r E r E r π

σσσσ=-=-

=-----

(2.10)

图2 – 4 瑞利分布的概率密度

i. 当r=σ时，p(r)为最大值，表示r 在σ值出现的可能性最大：)2

1

exp(1

)(-=σσp ii.

当σσ177.1212≈=

n r 时，p(r)=0.5，因此1.177σ为信号包络样本的中

值，记作r mid 。

莱斯分布（Rician ）

当接收信号中有视距（LOS ）传播的直达波时，视距信号成为主接收信号分量，而从不同角度随机到达的多径分量叠加在此主信号上，此时的接收信号就呈现出莱斯分布。

222

()2

2022()()r A r A P r e

I σ

σ

σ

-+=，0,0A r ≥≥------------------------------ (2.11) 莱斯因子k=2

2

2A σ，当0k →，即主信号减弱到与其他多径信号分量的功率一样时，混

合信号的分布有转变为瑞利分布；当1→k ，即主信号很强时，混合信号的分布接近为高斯分布。

?????→???????→存在主接收信号主接收信号进一步加强

瑞利分布莱斯分布高斯分布

二、慢衰落

慢衰落的衰落速率与频率无关，这一点与快衰落不同。慢衰落的衰落速率主要取决于传播环境，即移动台周围的地形，包括山丘起伏、建筑物的分布与高度、街道走向、基站天线的位置与高度以及移动台的速度。关于速度这一因素可从直观上这样理解，当移动台通过许多高层建筑物形成的电磁波阴影区时，速度不同,引起的衰落速率就不相同。

慢衰落的深度，即接收信号局部中值电平变化的幅度取决于信号频率与障碍物的状况。频率较高的信号比频率较低的信号容易穿透建筑物，而频率较低的信号比频率较高的信号具有较强的绕射能力。

快衰落的中值称为短区间中值或局部中值。用一定宽度的平滑窗对接收信号包络进行平滑处理就得到局部中值的变化曲线。该曲线反映了接收信号慢衰落的变化。对实测数据的统计规律表明，不管是市区还是郊区，接收信号的局部均值r m 都近似服从对数正态分布,其概

率密度函数为

???

?

??-

=

m m

r r m e

r P 22ln 21

21)(σπσ

可见：标准偏差σ：郊区比市区大，频率越高值越大。 四、衰落信号幅度的特征量

工程实用中，常常用一些特征量表示衰落信号的幅度特点 1） 场强中值：具有50%概率的场强值

场强值高于规定电平值的持续时间占统计时间的一半时，则规定的那个电平值即为场强中值。在T 时间内场强超过E 0电平值的概率为：

%100/%1001

321?=?++=∑=T t T t t t p n

i i

当%50=p 时，E 0为场强中值；当%80=p 时，E 0为超过80%场强值。

2） 衰落率N ：单位时间内的场强包络与场强中值相交次数的一半

N=

2

/2/c vf v =

λ=1.85vf 3

10-?(MHz) -------------------------（2.12）

衰落率与发射频率、移动台行进速度、方向及多径传播的路径数有关。当移动台的行进方向朝着或背着电波传播方向时，衰落最快。

对于900MHz 移动用户，当其以60Km/h 的速度在传播方向上行驶时，其平均衰落率：N=1.85*103

-*60*900=100Hz 。

电平通过率（Level Crossing Rate ，LCR ）：单位时间内的场强包络与给定电平相交次数的一半。在数学上可表示

2

:z R m E N e

ρρ-= ----------------------------（2.13）

表2－1 标准偏差)(dB σ

其中

rms

R R ρ=

，

rms R =

3） 衰落深度：接收电平与场强中值之差。

衰落深度dB E E i 0

log 20=

一般情况，衰落深度与衰落率有关。即深度衰落发生次数较少，浅度衰落发生频繁。衰减20dB 概率为1%，衰减30dB 和40dB 的概率分别为0.1%和0.01%

4） 平均衰落持续时间：场强低于某一给定电平值的平均持续时间。

在移动通信中，当接收机电平低于接收机门限电平时，就可能造成话音中断或产生信令误码，知道了衰落持续时间，就可以判断语音传输受影响的程度或者突发错误的长度。其定义式为：

∑=i T i R N t τ=T N T T

N i i T

/11

∑=τ＝R N R r P )(≤----------------------------（2.14）

瑞利衰落情况下的平均衰落持续时间：2

:z R E ρτ=

----------------------------（2.15）

若设0τ=

（2.16），则有：(

)

2

11

R e ρ

ττρ=- ------------------（2.17）

例1 设移动台速度为100m/s ，工作频率为1000MHz ，试求1min 内信号包络衰减至信号均方根电平的次数。平均衰落时间是多少？

解

：

m

f =

c

vf

=

8

6

103101000100???=1000/3，

ρ

=1

，

2

:z R m E N e

ρρ-==0.915m f =305，

1min 的衰落次数为N=305×60=18300次

0τ=

=31023?π

，2

:z R E ρτ==3

10271828.13??π=2.056ms

五、衰落储备：为保证可通率，必须使信号电平留有足够的余量，此余量即为衰落储备。

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结 班级学号姓名 随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念 要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们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。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。 与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。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,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。 另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性 信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声

matlab瑞利衰落信道仿真

引言 由于多径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，如时间色散、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至关重要的影响，而多径信道的包络统计特性成为我们研究的焦点。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、莱斯分布和Nakagami-m分布。在本文中，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。 仿真原理 1、瑞利分布简介 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，存在大量反射波；到达接收天线的方向角随机且在（0~2π）均匀分布；各反射波的幅度和相位都统计独立。 幅度、相位的分布特性： 包络 r 服从瑞利分布，θ在0～2π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 根据ITU-RM.1125标准，离散多径衰落信道模型为 () 1 ()()() N t k k k y t r t x t τ==-∑ (1) 其中,()k r t 复路径衰落，服从瑞利分布; k τ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 n t 、()s n t 分别为窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。 首先产生独立的复高斯噪声的样本，并经过FFT 后形成频域的样本，然后与S （f ）开方后的值相乘，以获得满足多普勒频谱特性要求的信号，经IFFT 后变换成时域波形，再经过平方，将两路的信号相加并进行开方运算后，形成瑞利衰落的信号r(t)。如下图3所示 : 图3 瑞利衰落的产生示意图 其中， ()S f = （3）

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

移动无线信道多径衰落的仿真

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2011年秋季学期 移动通信课程设计 题目：移动无线信道多径衰落的仿真专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：

在移动通信迅猛发展的今天，人与人的交流越来越多的依赖于无线通信。而无线信道的好坏直接制约着无线通信质量的提高，因此对无线信道的研究有利于提高通信传输速率。本次课程设计用simulink对移动无线信道多径衰落特性进行了仿真，并且和理想传输环境下的情况进行比较得出了结论。 关键词：移动通信；无线信道；频率选择性衰落；多径传播

移动通信是指双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式，是实现通信理想目标的重要手段。移动通信满足了人们在任何时间任何空间上通信的需求，同时，由于集成电路、计算机和软件工程的迅速发展为移动通信的发展提供了技术支持，移动通信的发展速度远远超过了人们的预料。移动通信追求在任何时间任何地方以任何方式与任何人进行通信，也就是移动通信的理想境界——个人通信。要实现这个理想，高效率、高质量是前提。所以，除了研究发射机接收机可以达到目的外，对于无线信道的研究更为重要。无线信道的好坏直接影响无线通信的质量和效率，对无线信道建立数学模型是一种科学的研究方法，通过建模可以了解影响信号传输质量的因素以及解决的方法。无线信道中，小尺度衰落占有重要地位，所以，研究小尺度衰落的特性和建模方法对于无线信道的研究具有重大意义。

第1章移动通信概述 (1) 1.1移动通信的发展史 (1) 1.2移动通信的特点 (2) 第2章无线信道的概念和特性 (4) 2.1 无线信道的定义 (4) 2.2 无线信道的类型 (4) 2.2.1 传播路径损耗模型(Propagation Path Loss Model) (4) 2.2.2 大尺度传播模型(Large Scale Propagation Model) (5) 2.2.3 小尺度传播模型(Small Scale Propagation Model) (5) 2.3 无线移动信道的概念 (5) 2.4 移动信道的特点 (6) 2.4.1 移动通信信道的3个主要特点 (6) 2.4.2 移动通信信道的电磁波传输 (6) 2.4.3 接收信道的3类损耗 (6) 2.4.4 三种快衰落（选择性衰落）产生的原因 (7) 第3章调制解调 (8) 第4章系统仿真及结果分析 (9) 4.1 QPSK 调制解调系统的仿真 (9) 4.2 利用Matlab研究QPSK信号 (11) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录一： (17) 附录二： (19)

Rayleigh无线衰落信道的MATLAB仿真

通信原理课程设计报告书 课题名称 Rayleigh 无线衰落 信道的MATLAB 仿真 姓 名 学 号 学 院 专 业 通信工程 指导教师 年 月 日 ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 通信工程专业 通信原理课程设计

Rayleigh无线衰落信道的MATLAB仿真 1 设计目的 （1）对瑞利信道的数学分析，得出瑞利信道的数学模型。 （2）利用MATLAB对瑞利无线衰落信道进行编程。 （3）针对服从瑞利分布的多径信道进行模拟仿真，加深对多径信道特性的了解。（4）对仿真后的结果进行分析，得出瑞利无线衰落信道的特性。 2 设计思路 无线衰落信道的MATLAB仿真： （1）分析出无线信道符合瑞利概率密度分布函数，写出数学表达式。 （2）建立多径衰落信道的基本模型。 （3）对符合瑞利信道的路径衰落进行分析，并利用MATLAB进行仿真。 3 设计过程 3.1 方案论证 3.1.1．瑞利信道环境与数学模型 瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且其包括服从瑞利分布。 瑞利衰落属于小尺寸的衰落效应，它总是叠加于如阴影、衰减等大尺度衰落效应上。 信道衰落的快慢与发展端和接收端的相对运动速度的大小有关，相对运动对导致接受信号的多普勒频移，一固定信号通过单径的瑞利衰落信道后，在1秒内的能量波动，这一瑞利衰落信道的多普勒频移最大分别为10Hz和100Hz，在GSM1800MHz的载波频率上，其相应的移动速度分别为约6千米每小时和60千米每小时。特别需要注意的事信号“深衰落”现象，此时信号能量的衰减达到数千倍，即30到40分贝。 瑞利衰落模型适用于描述建筑物密集的城镇中心地带的无线信道。密集的建筑和其他物体使得无线设备的发射机和接收机之间没有直射路径，而且使得无线信号被衰减、反射、折射、衍射。在曼哈顿的实验证明，当地的无线信道环境

信道特性

恒参信道： 有线电信道（明线，同轴电缆，双绞线电缆），光纤信道，无线电视距中继，卫星中继信道。 ? 由于恒参信道对信号传输的影响是固定不变的或者是变化极为缓慢的，因而可以等效为一个非时变的线性网络。 从理论上讲，只要得到这个网络的传输特性，则利用信号通过线性系统的分析方法， 就可求得已调信号通过恒参信道后的变化规律。 网络的相位-频率特性还经常采用群迟延-频率特性 来衡量，要满足不失真传输条件，等同于要求群迟延-频率特性应是一条水平直线. 随参信道: 短波电离层反射信道，超速波及微波对流层散射信道，超短波电离层散射信道，超短波超视距绕射信道。 属于随参的传输媒质主要以电离层反射、对流层散射等为代表。 ? 随参信道的特性比恒参信道要复杂得多，其根本原因在于它包含一个复杂的传输媒质。 ? 虽然，随参信道中包含着除媒质外的其它转换 器，但是，从对信号传输影响来看，传输媒质的影响是主要的，转换器特性的影响可以忽略不计。在此，仅讨论随参信道的传输媒质所具有的一般特性以及它对信号传输的影响。 随参信道图： 共同特点是：1.对信号的损耗随时间变化而变化，2，传输时延随时间变化而变化，3由发射点出发的电波可能经多条路径到达接收点，也就是所谓的多径传播。 多径传播后的接收信号将是衰减和时延随时间变化的各路径信号的合成。 —— 由第i 条路径的随机相位； ————由第i 条路径到达的接收信号振幅 _______ 由第i 条路径达到的信号的时延； 都是随机变化的 (1) 从波形上看，多径传播的结果使确定的载频信号变成了包络和相位都随机变化的窄带信号，这种信号称为衰落信号； （2）从频谱上看，多径传播引起了频率弥散（色散），即由单个频率变成了一个窄带频谱。 通常将由于电离层浓度变化等因素所引起的信号衰落称为慢衰落；而把由于多径效应引起的信号衰落称为快衰落。 ) ()(0t t i i τω?-=)(t i μ)(t i τ) (),(),(t t t i i i ?τμω ω?ω τd d )()(=

瑞利信道仿真

瑞利衰落信道的matlab仿真 瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且其包络服从瑞利分布。 模型的适用 瑞利衰落模型适用于描述建筑物密集的城镇中心地带的无线信道。密集的建筑和其他物体使得无线设备的发射机和接收机之间没有直射路径，而且使得无线信号被衰减、反射、折射、衍射。在曼哈顿的实验证明，当地的无线信道环境确实接近于瑞利衰落。[3]通过电离层和对流层反射的无线电信道也可以用瑞利衰落来描述，因为大气中存在的各种粒子能够将无线信号大量散射。 瑞利衰落属于小尺度的衰落效应，它总是叠加于如阴影、衰减等大尺度衰落效应上。 信道衰落的快慢与发射端和接收端的相对运动速度的大小有关。相对运对导致接收信号的多普勒频移。图中所示即为一固定信号通过单径的瑞利衰落信道后，在1秒内的能量波动，这一瑞利衰落信道的多普勒频移最大分别为10Hz和100Hz，在GSM1800MHz的载波频率上，其相应的移动速度分别为约6千米每小时和60 千米每小时。特别需要注意的是信号的“深衰落”现象，此时信号能量的衰减达到数千倍，即30～40分贝。 性质 多普勒功率普密度

, 瑞利衰落信道的仿真 根据上文所述，瑞利衰落信道可以通过发生实部和虚部都服从独立的高斯分布变量来仿真生成。不过，在有些情况下，研究者只对幅度的波动感兴趣。针对这种情况，有两种方法可以仿真产生瑞利衰落信道。这两种方法的目的是产生一个信号，有着上文所示的多普勒功率谱或者等效的自相关函数。这个信号就是瑞利衰落信道的冲激响应。 Jakes模型和clark模型 本次只以下图所示的模型来仿真单路信号的产生。课本上也有相关的分析。

(完整word版)MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果

封面： 题目：瑞利衰落信道仿真实验报告

题目：MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告 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。 一、瑞利衰落信道简介： 瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且其包络服从瑞利分布。 二、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角随机的（（0~2π）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，θ在0～2π内服从均匀分布。瑞利分

布的概率分布密度如图2-1所示： 00.51 1.52 2.53 00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 图2-1 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 y t r t x t τ==-∑ 其中,()k r t 复路径衰落，服从瑞利分布; k τ是多径时延。 多径衰落信道模型框图如图2-2所示：

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结 姓名随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们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。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。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,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30 ?B。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径

传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时，会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。下面将对无线信道的一些特性来进行分析。 2、1 大尺度衰落通常情况下，当接收机和发射机之间的相对位置在1-lOm的范围内变化时，接收信号功率的平均值基本保持不变。但当它们的相对位置的改变远超过上述范围时，接收信号的平均功率将会有几个数量级的变化。大尺度衰落正是用来描述接收机和发射机之间的距离有大尺度变化时，接收信号平均功率值的变化规律。在自由空间传播条件下，接收机接收的平均功率Pr可由下式给出：

移动衰落信道现状与发展

1.2研究现状分析 近年来，常用的信道建模方法可以分为两类:第一类是统计模型，它总结了建筑地形的统计特性(包括建筑物本身)，这种无线传播的统计描述包括地形和多次反射、散射、衍射的次数等；第二类是确定性射线跟踪模型，它利用了从地形 中各个障碍点到达接收机的多条射线进行直接计算，在接收点统计多条射线，以得到接收信号的统计特性，包括幅度、相位等，这样得到的结果十分精确。第二 种方法在未对环境进行功率测量的情况下就可以进行建模，因此比较省时方便。 使用统计模型来对无线信道建模的研究分析比较早。最早出现的是瑞利模 型、莱斯模型和对数正态模型，其中前面两个模型都是针对小尺度衰落而建立的，而对数正态模型则是针对大尺度衰落而建立的。后来随着人们对无线信道建模精确性要求的提高，越来越多的统计混合模型出现了，但都是以这三个模型为基础。 1960年Nakagami.M提出了以其名字命名的模型，这种衰落信道模型适用性十分广泛，比瑞利、莱斯和对数正态模型更适应复杂的环境，Suzuki提出瑞利对数正态模型，该模型同时反映了大尺度衰落和小尺度衰落的特性，描述了这样一种传播场景，在发射端发射的信号主波经过几次反射和衍射后，达到了一个建筑物密集的地方，主波由于当地物体的散射、衍射等的结果将会分为许多子路径。 模型令发射端到小区的路径服从对数正态分布，因为路径经历了乘法效应；而当地路径由于是加性散射效应导致的，服从瑞利分布；这时接收信号的包括服从瑞利一对数正态模型。 第一个移动信道多径统计模型是由Ossana在1964年提出，它基于入射波和建筑物表面随机分布的反射波相互干涉的原理。但该模型假设在收发之间存在一条直射路径，且反射的角度局限于一个严格的范围之内，所以该模型对于市区传播环境来说，既不方便也不准确。后来Clarke建立了移动台接收信号场强的统计特性是基于散射的统计模型，他认为接收端的电磁波由N个平面波组成，这些平面波具有任意载频相位、入射方位角及相等的平均幅度，Clarke模型已经被广泛使用。 以上都是针对小尺度衰落的统计模型，在大尺度衰落的统计建模方面的研究

MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果

封面: 题目:瑞利衰落信道仿真实验报告 题目:MＡTLＡＢ仿真瑞利衰落信道实验报告 引言 由于多径效应与移动台运动等影响因素,使得移动信道对传输信号在时间、频率与角度上造成了色散,即时间色散、频率色散、角度色散等等,因此多径信道得特性对通信质量有着重要得影响,而多径信道得包络统计特性则就是我们研究得焦点。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得多径信道进行模拟仿真,进一步加深对多径信道特性得了解、 一、瑞利衰落信道简介: 瑞利衰落信道(Ｒaｙleigh faｄiｎg chaｎnｅｌ)就是一种无线电信号传播环境得统计模型、这种模型假设信号通过无线信道之后,其信号幅度就是随机得,即“衰落”,并且其包络服从瑞利分布。 二、仿真原理 (1)瑞利分布分析 环境条件: 通常在离基站较远、反射物较多得地区,发射机与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,到达接收天线得方向角随机得((0～２π)均匀分布),各反射波得幅度与相位都统计独立。

幅度与相位得分布特性: 包络 r 服从瑞利分布,θ在0～2π内服从均匀分布。瑞利分布得概率分布密度如图2－1所示: 图2-１瑞利分布得概率分布密度 (2)多径衰落信道基本模型 离散多径衰落信道模型为 其中,复路径衰落,服从瑞利分布; 就是多径时延。多径衰落信道模型框图如图2—２所示:

图2-2 多径衰落信道模型框图 (３)产生服从瑞利分布得路径衰落ｒ(t) 利用窄带高斯过程得特性,其振幅服从瑞利分布,即 上式中,分别为窄带高斯过程得同相与正交支路得基带信号。 三、仿真程序: function[h］＝rａｙｌｅｉgｈ(fｄ,t) %产生瑞利衰落信道 fc=900*10^6;％选取载波频率 v1=３0*1０0０／36００;％移动速度ｖ1=3０ｋｍ／h ｃ＝3*1０＾8; ％定义光速 fd=v1＊ｆc/c; %多普勒频移 ts＝1/10000; ％信道抽样时间间隔 t=０:ts:1; ％生成时间序列 h1=raylｅiｇｈ(fd,ｔ); ％产生信道数据 v2=12０＊１０００／360０; %移动速度v2=120km/h ｆd＝v２*fｃ/c; ％多普勒频移 h2=ｒａｙleigｈ(fd,ｔ); ％产生信道数据 sｕbplot(2,1,１),plot(2０＊lｏg1０(aｂｓ(ｈ1(１:１0000)))) ｔｉｔｌｅ(’v=30kｍ／h时得信道曲线’) ｘlａbeｌ(’时间’);ylａbel(’功率’) sｕｂplｏt(2,1,2),plot(20＊log10(abs(h2(1:10０00)))) title(＇v=120ｋm／h时得信道曲线') xｌａbel('时间＇);ｙlａbeｌ(’功率’)

无线传输信道的特性

通信工程专业研究方法论无线传输信道的特性 学院：电子信息工程学院 专业：通信工程 班级： 学号： 学生： 指导教师：毕红军 2014年8月

目录 一、引言： (2) 二、无线电波传播频段及途径 (3) 2.1无线电波频段划分 (3) 2.2无线电波的极化方式 (4) 2.3传播途径 (4) 三、无线信号的传播方式 (5) 3.1直线传播及自由空间损耗 (5) 3.2 反射和透射 (6) 3.2.1斯涅尔（Snell）定律 (6) d 功率定律 (7) 3.2.2 4 3.2.3断点模型 (8) 3.3绕射 (9) 3.3.1单屏或楔形绕射 (9) 3.3.2多屏绕射 (10) 3.4散射 (12) 四、窄带信道的统计描述 (14) 4.1不含主导分量的小尺度衰落 (14) 4.2含主导分量的小尺度衰落 (16) 4.3多普勒谱 (16) 4.4大尺度衰落 (17) 五、宽带信道的特性 (18)

5.1多径效应对宽带信道的影响 (18) 5.2多普勒频移对宽带信道的影响 (21) 六、总结 (22) 七、参考文献 (23) 一、引言： 各类无线信号从发射端发送出去以后，在到达接收端之前经历的所有路径统称为信道。如果传输的无线信号，则电磁波所经历的路径，我们称之为无线信道。信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机结合。同时，电波在各种路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时会使信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减和相位的失真，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。下面将讨论无线传输信道的主要特性。 二、无线电波传播频段及途径 2.1无线电波频段划分

信道衰落模型汇总

简单模型2种：常量（Constant ）模型和纯多普勒模型 1. 常量（Constant ）模型： 常量模型既没有衰落，也没有多普勒频移，适用于可预测的固定业务无线信道。其幅度分布的概率密度函数（PDF ）为： 0(r)A (r r ) p δ=- 式中r 为信道响应的幅度，A 为概率常数。 常量模型的多普勒谱为： ()db d f P B f δ= 式中fd 为最大多普勒频移，f 为基带频率，B 为常数。 2. 纯多普勒模型： 纯多普勒模型无衰落，但有多普勒频移，适用于可预测的移动业务无线信道。其幅度分布与常量模型相同，多普勒谱为： ()x db d d f f P C f f δ=-，C 为常数。 由于移动通信中移动台的移动性，无线信道中存在多普勒效应。在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低。我们在移动通信中要充分考虑“多普勒效应”。虽然，由于日常生活中，我们移动速度的局限，不可能会带来十分大的频率偏移，但是这不可否认地会给移动通信带来影响，为了避免这种影响造成我们通信中的问题，我们不得不在技术上加以各种考虑。也加大了移动通信的复杂性。 3. 瑞利模型： 瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel ）是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且其包络服从瑞利分布。这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道，以及建筑物密集的城市环境。瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号（LoS ，Line of Sight ）的情况，否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型。在无线通信信道环境中，电磁波经过反射折射散射等多条路径传播到达接收机后，总信号的强度服从瑞利分布。 同时由于接收机的移动及其他原因，

实验四QPSK调制信号经瑞利衰落信道性能

实验四 QPSK 调制信号经瑞利衰落信道性能 一、实验目的 学会用MATLAB 实现QPSK 调制信号在瑞利衰落信道下系统性能仿真分析。 二、实验原理 在陆地移动通信中，移动台往往受到各种障碍物和其他移动体的影响，以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和。而描述这样一种信道的常用信道模型便是瑞利衰落信道。 瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel ）是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，表现为“衰落”特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布。由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落。 这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道，以及建筑物密集的城市环境。瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况，否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型。 假设经反射（或散射）到达接收天线的信号为N 个幅值和相位均随机的且统计独立的信号之和。信号振幅为r,相位为θ,则其包络概率密度函数为 22 22 (), 0r r P r e r σσ - = > (r ≥0) 相位概率密度函数为： 1 ()2P θπ =，（πθ20≤≤） 三、上机实验内容 1．验证实验原理中所述的相关程序，CLARK （ex2.m ）, Jakes(Rayleigh.m) 信

道模型。 2．验证QPSK调制信号经根升余弦滚降成形滤波之后在瑞利衰落信道下系统误比特和误符号性能，实现参考程序ex11main.m，ex11.mdl。 四、方案设计及步骤 1、验证CLARK（ex2.m）信道模型

2、验证Jakes(Rayleigh.m) 信道模型

MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果

封面： 题目:瑞利衰落信道仿真实验报告 题目:MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告 引言 由于多径效应与移动台运动等影响因素，使得移动信道对传输信号在时间、频率与角度上造成了色散,即时间色散、频率色散、角度色散等等,因此多径信道得特性对通信质量有着重要得影响，而多径信道得包络统计特性则就是我们研究得焦点。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得多径信道进行模拟仿真,进一步加深对多径信道特性得了解。 一、瑞利衰落信道简介： 瑞利衰落信道（Rａyleigh ｆadｉng channel)就是一种无线电信号传播环境得统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度就是随机得，即“衰落”，并且其包络服从瑞利分布。二、仿真原理 (１)瑞利分布分析 环境条件： 通常在离基站较远、反射物较多得地区，发射机与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,到达接收天线得方向角随机得（（０～２π）均匀分布)，各反射波得幅度与相位都统计独立.

幅度与相位得分布特性： 包络ｒ服从瑞利分布，θ在０~２π内服从均匀分布。瑞利分布得概率分布密度如图2—1所示： 图2—1 瑞利分布得概率分布密度 （２）多径衰落信道基本模型 离散多径衰落信道模型为 其中,复路径衰落,服从瑞利分布; 就是多径时延。多径衰落信道模型框图如图2－2所示:

图2-２多径衰落信道模型框图 (3）产生服从瑞利分布得路径衰落ｒ(t） 利用窄带高斯过程得特性，其振幅服从瑞利分布，即 上式中,分别为窄带高斯过程得同相与正交支路得基带信号。 三、仿真程序: fuｎction［h］=rayｌeigｈ（ｆd，t) ％产生瑞利衰落信道 fc=9０0＊10^６; %选取载波频率 ｖ1=３0*１00０／360０; %移动速度v1＝3０ｋｍ/h c=3*10^8；%定义光速 fd＝v1＊ｆc／c; ％多普勒频移 ts=1/100０0；%信道抽样时间间隔 t＝0:ｔs:1; ％生成时间序列 ｈ1=rayｌeiｇh(fd,t）;％产生信道数据 v2＝１20*100０／3６00；％移动速度v2＝120km/h ｆｄ=v２*fc/ｃ；%多普勒频移 ｈ２=rayｌｅiｇｈ（fd,t）；%产生信道数据 ｓｕbｐlｏt（2，1,1)，plｏｔ（2０*ｌog1０（abs（ｈ1(1：10０0０））)) titｌe(’v=３0km／ｈ时得信道曲线’) xｌaｂel(＇时间＇);yｌabel（’功率'） sｕbplot（2，１，2），plot（２０*lｏg10(ａbs（h２(1：100００)）)) title（'v=１2０km/h时得信道曲线'） xｌabel（'时间＇）;ylaｂel（'功率'）

信道特性分析

2.1 时延扩展和相干带宽 在移动通信中，由于多径效应的存在，使得接收端收到的信号与实际发送的信号相比在时间上被拉长了，这种现象称为时延扩展。在数字通信中，由于时延扩展，接收信号中一个码元的波形会扩展到相邻码元周期中而引起码间串扰。解决码元串扰的方法就是使码元周期大于时延扩展。 与时延扩展有关的一个重要的概念就是相干带宽。当在移动通信中存在两个频率间隔较小的衰落信号时，由于不同传播时延的存在，使得原来不相干的这两个信号变得相干起来。使此种情况发生的频率间隔被称为相干带宽（ B）,它取 C 决与时延扩展。 2.2 信道衰落的分类 根据发送信号与信道变化快慢程度的比较，信道可以分为快衰落信道和慢衰落信道。快衰落信道是指信道冲击响应在符号周期内变化很快，即信道的相干时间比发送信号的信号周期要短。快衰落仅与由运动引起的信道变化率有关，实际上，它仅发生在数据率非常低的情况下。慢衰落信道是指信道冲击响应变化率比发送的基带信号S(t)变化率低得多，因此可以假设在一个或若干个带宽倒数间隔内，信道均为静态信道。对频域来说，慢衰落意味着信道的多普勒扩展要比基带信号的带宽小得多。显然，信号经历的是快衰落还是慢衰落取决于移动站的速度（或信道路径中物体的移动速度）和基带信号的发送速率。 根据相干带宽和信号带宽的比较，信道可以分为平坦衰落和频率选择性衰落。所谓平坦衰落是指当信号带宽远小于信道的相干带宽时，信号通过该信道后各频率分量的变化是一致的，信号波形没有失真，也没有发生码间串扰。而当信号带宽大于信道相干带宽时，该信号中不同的频率分量在经过信道后遭受的衰落程度是不一样的，这就导致了信号波形失真，造成码间串扰，此时的衰落称为频率选择性衰落。不同的衰落类型之间的关系如下图所示。

无线信道模型

无线信道模型 摘要：本文分析了无线信道模型。针对的是对无线信道的各种效应感兴趣的读者。众所周知，正是这些复杂的效应使得无线信道产生了不确定性，也就是通常所说的统计特性。由于这方面很少有比较全面，容易理解的资料，所以本文的内容是对其他几本书和相关的论文资料的综合。此外的资料不是只讨论了部分问题，就是虽然面面俱到，但缺乏一定的深度。 本文深入探讨了“是什么影响了无线信道的特性？”这一问题。主要阐述了无线信道的两种效应：一种是乘性效应，使信号产生衰落；另一种是加性效应，使接收到的信号产生畸变。信号的衰落不一定总是随机过程，但信号的畸变却总是。对于信道对信号产生的各种效应，找到了较好的数学模型，这些模型可以用来仿真和分析系统的性能。而且，我们简单举例分析了一些数字无线调制信道的特性。 内容 1 介绍 2 无线电信道 2.1路径损耗 2.1.1 天线 2.1.2 自由空间传播 2.1.3 双线模型 2.1.4 经验和半经验模型

2.1.5其他模型和参数 2.2 阴影 2.2.1 阴影模型 2.2.2 测量结果 2.2.3 阴影修正 2.3 衰落 2.3.1 物理基础 2.3.2 数学模型 2.3.3 衰落的时域和频域特性 2.3.4 一维统计特性 2.3.5 二维统计特性 2.3.6 衰落率和持续时间 3 调制信道 3．1 噪声 3．1．1 门限噪声 3．1．2 窄带高斯白噪声 3．1．3 人为噪声 3．1．4 一些结果 3．2 干扰 4 数字信道 4．1 数字信道的结构 4．2 高斯白噪声信道下二进制PAM信号的以SNIR为自变量的函数BER的计算

4．3 瑞利信道下BPSK信号以SNIR为自变量的函数BER的计算4．4 高斯白噪声信道下其他数字调制方案的一些结果 5 结论 第一章 介绍

移动信道的衰落特性

§2-2 移动信道的衰落特性 ?大尺度传播特性：描述的是发射机与接收机之间长距离上的场强变化 ?路径传播损耗：它反映了传播在宏观大范围(几百米或几千米)的空间距离上 的接收信号电平平均值的变化趋势。 ?由于阴影效应和气象条件变化造成的接收场强中值的缓慢变化，这种损耗是 中等范围内（数十至数百个波长范围）接收电平的均值变化而产生的损耗。 一般认为慢衰落与工作频率无关，仅取决于移动台的移动速度，衰落深度取决于障碍物 的状态；且衰落后信号的幅度服从于对数正态分布。移动用户和基站之间的距离为r时，传 播路径损耗和阴影衰落用dB可以表示为： 10lgl(r,ξ)=10nlgr+ξ ?小尺度传播特性：描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动情 况。 ?快衰落损耗：由于多径传播而产生的损耗。它反映微小范围（几个至数十个 波长范围）接收电平的均值变化而产生的损耗。 一、快衰落/多径衰落/瑞利衰落：多径传播是陆地移动通信系统的主要特征。 ★多普勒频移 ?成因：路程差造成的接收信号相位变化值，进而产生多普勒频移。 ?后果：信号经不同方向传播，其多径分量造成接收机信号的多普勒扩展，进而增加 信号带宽。 ? 此可得出频率变化值，即多普勒频移fd 移动环境： ?基站高、移动台低。基站天线通常高30 m v 以下。 ?移动台周围的区域称为近端区域，该区域内的物体造成的反射是造成多径效应的主

要原因。 ? 离移动台较远的区域称为远端区域，在远端区域，只有高层建筑、较高的山峰等的 反射才能对该移动台构成多径。 二、多经信号的统计特性 1） 瑞利Rayleigh 衰落：在多径传播信道中，若N 条路经彼此相互独立且没有一 个信道的信号占支配地位，或者没有直射波信号，仅有很多的反射波，则接收信号的包络将服从瑞利分布。 2） 莱斯Ricean 衰落：在多径传播信道中，若接收信号中有一个信道的信号占支配 地位（常常是直射波），则其包络将服从莱斯分布。 3） Nakagami-m 分布：在20世纪60年代，Nakagami 通过基于现场测试的实验方 法，用曲线拟合得到近似分布的经验公式，对于无线信道的描述有很好的适应性。 ? 瑞利分布－假设条件 ? 在发信机与收信机之间没有直射波通路； ? 有大量反射波存在，且到达接收天线的方向角是随机的，相位也是随机的， 且在0～2л内均匀分布： ? 各个反射波的幅度和相位都是统计独立的。 ? 离基站较远，反射物较多 若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： 1 ()()N i i S t S t ==∑=00(2(cos )) ()1 i i v N j t j w t i i a e e ?πθ?λ ++=∑ 式中，()i S t 为经反射(或散射)到达接收天线的第i 个信号，其振幅为αi , 相移为φi 。 θi 为S i (t)与移动台运动方向之间的夹角, 其多普勒频移值为：i m i i f f θθλ υ cos cos == 。0w 为载波角频率，φ0为载波初相。 当N 很大，由中心极限定理可知，接收信号的同相分量和正交分量均服从高斯分布，其包络服从瑞利分布： 222 2 22222 2 2 11()(,)22r r r p r p r d re d e π π σσθ?θπσπσσ - - = = = ? ? ，0r ≥

瑞利衰落信道的matlab仿真【开题报告】

开题报告 通信工程 瑞利衰落信道的matlab仿真 一、课题研究意义及现状 随着科学技术的不断提高,无线通信系统不断更新还代,无线通信走入各家各户，它带来的便利深入人心。无线移动通信自诞生以来，其发展速度令人惊叹。经历第二代和第三代移动通信的快速发展，下一代即后三代(Beyond 3G)或第四代移动通信系统(4G)的研究工作已经开始展开。移动信道的研究与应用为移动通信开辟更为广阔的前景,认识移动信道本身的特性是解决移动通信中关键技术的前提.瑞利衰落信道是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且其包络服从瑞利分布。在无线通信中，信号通过无线信道后，由于基站周围反光物体或者其它障碍物的阻塞，经过多种路径的反射、折射，导致信号幅度随机化，使信号的干扰增大，给接受信号带来很大不便。而第四代移动通信技术要普及，就要研发出瑞利衰落信道的解决方法，所以研究瑞利衰落信道具有很大的意义。 在MIMO中，传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道衰落。具有相同信息的信号通过不同的路径被发送出去，在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品，从而获得更高的接收可靠性。要克服瑞利衰落信道带来的不便，就要先研究它的特性。当在实际电子通信系统中进行试验研究比较困难或更本无法实现时，仿真技术就成为必然选择。我的研究课题就是利用Matlab仿真对瑞利衰落信道进行模拟仿真，对产生的各种符合瑞利分布的信道系数画出曲线图，并进行分析研究。 二、课题研究的主要内容和预期目标 课题研究的主要内容 1.先掌握matlab程序设计； 2.通过资料了解瑞利衰落信道的原理； 3.通过m语言编程建立瑞利衰落信道模型； 4.在完善的信道模型基础上进行Matlab仿真； 课题的预期目标： 1.要求根据瑞利衰落信道模型，能产生符合瑞利分布的信道系数； 2.再根据这些信道系数画出相应的曲线图； 3.课题的验收成果包括瑞利衰落信道仿真的matlab源程序以及相应的说明书。

移动通信原理复习大纲

《移动通信原理》复习大纲 第1 章 1、蜂窝移动通信系统经历了几代移动通信系统（包括研发系统）？每一代移动通信系统的 多址方式是什么？其主要的技术特征是什么？P2 答：多址方式：1G频分多址（FDMA），2G使用电路交换的数字时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA），3G使用分组/电路交换的CDMA，4G使用了不同的高级接入技术并采用全IP(互联网协议)网络结构。 主要技术特征：1G模拟技术，2G数字话音系统，B2G数字话音/数据系统，3G宽带数字系统，B3G/4G极高速数据系统。 2、我国移动通信发展经历了哪4个发展阶段？P3 引进、吸收、改造、创新4个阶段 3、蜂窝小区的几何形状要符合哪两个条件？符合这种条件的有正方形、三角形和六边形， 该选用哪一种形状？为什么？P6 条件①能在整个覆盖区域内完成无缝连接而没有重叠②每一个小区能进行分裂，以扩展系统容量，也就是能用更小的相同几何形状的小区完成区域覆盖，而不影响系统的结构。 六边形：最接近小区基站通常的圆形辐射模式。 4、数字时分GSM系统，采用TDMA方式，设分配给系统的总频宽1.25MHz；载频间隔 200kHz；每载频时隙为8；频率重用的小区数为4，则系统容量为多少？如果AMPS系统采用FDMA方式，载频间隔为25 kHz，不分时隙，其他参数相同，系统容量为多少？ 1.系统容量为1.25/0.2*8*4=200， 2.系统容量为1.25/.0.025*4=200 5、最简单的蜂窝系统由哪3部分组成？其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外， 还要完成什么功能？P7 最简单的蜂窝系统由移动台、基站和移动交换中心3部分组成。其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外，还要增加移动性管理和无线资源管理的功能。 6、增加蜂窝小区容量的主要方式有哪3种？P7 小区分裂、裂向和覆盖区分区域 7、什么叫越区切换？软切换和硬切换的区别是什么？GSM采用什么形式的硬切换？技术上有什么特征？P9 ①当处在通话过程中的移动台从一个小区进入另一个相邻小区时，其工作频率及基站与 移动交换中心所用的连续链必须从它离开的小区转换到正在进入的小区，这一过程称为“越区切换”。②硬切换是指在新的连接建立以前，先中断旧的连接，而软切换是指维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。软切换和硬切换相比，可以大大减少掉话的可能性，是一种无缝切换。③GSM采用了移动台辅助的越区切换方式。④对于切换时的信道分配采取了优先切换的策略。 8、典型移动通信系统可分为哪6类？它们各自的技术特点是什么？有何异同点？ （提示，可从组网方式、无线接入方式、调制技术、传输信息种类、交换方式等多方面总结） 蜂窝移动通信系统、无绳电话系统、集群移动通信系统、移动卫星通信系统、分组无线网、无线寻呼系统 9、“小灵通”系统采用什么双工方式？其多址方式是什么？每载频划分多少时隙？每载频最多可提供多少对双工信道？P12 时分双工方式时分多址每载频划分8个时隙，最多提供4对双工信道