实验三 无线传输信道仿真实践

1、实验三 无线传输信道仿真实践一、实验目的1.了解无线信道的特性。2.掌握利用Matlab工具对移动通信信道仿真的方法。二、实验设备项次设备名称数量备注1计算机1台2Matlab 软件1套四、理论分析实验1：瑞利信道的信道增益随时间变化情况仿真根据讲稿，衰落F(k) 可表示为，编写程序时，为了方便可把衰落分成实部和虚部（以下，斜体字 是实际程序所使用的变量）首先，根据仿真条件计算fD（fD的计算方法，参照ppt）FD = (计算所得的値)将衰落分成实部和虚部（NN是到来平面波的波数，可以任意设定不小于的数，例如NN=16）fadingI（k） (衰落的实部) fadingQ(k)（衰落的虚部）同

2、样，加和号内的平面波也要分成实部和虚部TIN（各个平面波的实部）TQN（各个平面波的虚部）这里，到来波的波数和初始相位，作为事前决定部分的变量，要先行计算NORM （初始設定計算）THETAN=（是0随机数，并且）,PHIN= (是02的随机数)ALPHAN=FD T (THETA) 以下开始用上面定义的变量和初始条件来计算平面波和衰落的各个部分TIN =cos(ALPHAN×k+PHIN) , TQN =sin(ALPHAN×k+PHIN )，fadingI =NORM TIN fadingQ =NORM TQN预先用随机数生成和PHI（N）,之后就可计算，THETAN，

3、ALPHAN,PHIN计算时可采用一个循环来实现循环次数N在此程序中，随机函数是调用 ”rand (1)”函数来产生的这个函数产生01之间的任意数 图1 仿真结果一例%计算信道复增益F(k)的幅度和相位情况% clear %归一化参数NN=16; %假设来波数量NORM=sqrt(1/NN);%fD的计算fc=800000000; %载波频率v=40; %40Km/h 移动台移动速度T=1/9600; %采样频率 fD=(v*1000/3600)/(300000000/fc); % fD=v/波长%衰落的角度和相位的初始设定pi=3.1415926535;theta=zeros(1,NN);t

4、heta(1)=rand(1)*2*pi/NN;for N=2:NN theta(N)=theta(N-1)+2*pi/NN;endfor N=1:NN phi(N)=rand(1)*2*pi; alpha(N)=2*pi*T*fD*cos(theta(N);end%主程序部分for k=1:5000 fadingI(k)=0; fadingQ(k)=0; for N=1:NN TI(N)=cos(alpha(N)*k+phi(N); TQ(N)=sin(alpha(N)*k+phi(N); fadingI(k)=fadingI(k)+NORM*TI(N); fadingQ(k)=fading

5、Q(k)+NORM*TQ(N); end fading_abs(k)=sqrt(fadingI(k)2+fadingQ(k)2); %衰落幅度绝对值 fading_log(k)=20*log10(fading_abs(k); %衰落幅度对数值end%画图部分% plot(fading_abs); plot(fading_log);grid on;hold on;程序结束实验 瑞利信道空间域 增益变化情况仿真参照讲义，到达地点(x,y)的N个平面波的合成波可表示为：，这里编写程序时，将衰落的实部和虚部分开来写容易计算（以下，斜体字为程序所使用的变量）分开衰落的实部和虚部 （NN为到来平面波的数目

6、，本仿真用NN=16）fadingI（x，y） (衰落的实部) fadingQ（x，y）（衰落的虚部）按此思路，加和号内的相位的位置变化量，可表示如下PSI（N）（相位的位置变化量）以下是衰落的仿真的初始条件，是需要预先计算的変量NORM（初始设定計算功率归一化）lanmda=c/fc(载波的波长)THETAN=（为0的随机数，其后确定）,PHIN= 为（02的随机数）使用以上变量，计算衰落的部分PSI=(y-1)/100*cos(THETAN)-(x-1)/100*sin(THETAN)*2*PI/lanmda ，fadingI =NORM × cos(-PSI+PHIN) fad

7、ingQ =NORM ×sin(-PSI+PHIN)在PSI的計算式中，将x,y的范围限定在0-100范围内，并除以100进行归一化代码部分：clear opengl neverselect %设定图形显示形式，解决不显示问题xxxxxxxxxxxxxxx %需要自己独立完成的内容注：最后求出的在（x，y）位置的对数衰落值假设为：fading_log(x,y) %画图部分 x=1:1:x_max; y=1:1:y_max; xx,yy=meshgrid(x,y); figure; mesh(xx,yy,fading_log);五、实验步骤1参考实验一给定的程序内容，进行瑞利衰落的时域

8、特性仿真实验。（1）通过观察时间领域的瑞利信道衰落，来理解其统计性质F（k）仿真实验参数为：载波频率fc=800MHz，移动速度v=40km/h，采样率(1/T= 9.6kbps)要求观察的时间范围k=15000来波数量为 NN=16(2) 改变到来波数N，观察对衰落特性F（k）的影响。NN分别取值 NN=1 ,2 ,4 ,8 ,16（3）观察到来波方向扩展角对信道增益F（k）特性的影响：到来波的到来方向限于到度 ，即实验一中THETAN=（是0随机数，并且） 2根据理论分析及讲稿内容，参照程序一源代码，编写瑞利衰落的空域特性仿真程序，并进行仿真实验。仿真条件：载波频率fc=800MHz，来波数量为 NN=16，空间范围x，y分别为0-100.六、实验报告要求实验