實驗三 無線傳輸信道仿真實踐

1、實驗三 無線傳輸信道仿真實踐一、實驗?zāi)康?.了解無線信道的特性。2.掌握利用Matlab工具對移動通信信道仿真的方法。二、實驗設(shè)備項次設(shè)備名稱數(shù)量備注1計算機1臺2Matlab 軟件1套四、理論分析實驗1：瑞利信道的信道增益隨時間變化情況仿真根據(jù)講稿，衰落F(k) 可表示為，編寫程序時，為了方便可把衰落分成實部和虛部（以下，斜體字 是實際程序所使用的變量）首先，根據(jù)仿真條件計算fD（fD的計算方法，參照ppt）FD = (計算所得的値)將衰落分成實部和虛部（NN是到來平面波的波數(shù)，可以任意設(shè)定不小于的數(shù)，例如NN=16）fadingI（k） (衰落的實部) fadingQ(k)（衰落的虛部）同

2、樣，加和號內(nèi)的平面波也要分成實部和虛部TIN（各個平面波的實部）TQN（各個平面波的虛部）這里，到來波的波數(shù)和初始相位，作為事前決定部分的變量，要先行計算NORM （初始設(shè)定計算）THETAN=（是0隨機數(shù)，并且）,PHIN= (是02的隨機數(shù))ALPHAN=FD T (THETA) 以下開始用上面定義的變量和初始條件來計算平面波和衰落的各個部分TIN =cos(ALPHAN×k+PHIN) , TQN =sin(ALPHAN×k+PHIN )，fadingI =NORM TIN fadingQ =NORM TQN預(yù)先用隨機數(shù)生成和PHI（N）,之后就可計算，THETAN，

3、ALPHAN,PHIN計算時可采用一個循環(huán)來實現(xiàn)循環(huán)次數(shù)N在此程序中，隨機函數(shù)是調(diào)用 ”rand (1)”函數(shù)來產(chǎn)生的這個函數(shù)產(chǎn)生01之間的任意數(shù) 圖1 仿真結(jié)果一例%計算信道復(fù)增益F(k)的幅度和相位情況% clear %歸一化參數(shù)NN=16; %假設(shè)來波數(shù)量NORM=sqrt(1/NN);%fD的計算fc=800000000; %載波頻率v=40; %40Km/h 移動臺移動速度T=1/9600; %采樣頻率 fD=(v*1000/3600)/(300000000/fc); % fD=v/波長%衰落的角度和相位的初始設(shè)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); %衰落幅度絕對值 fading_log(k)=20*log10(fading_abs(k); %衰落幅度對數(shù)值end%畫圖部分% plot(fading_abs); plot(fading_log);grid on;hold on;程序結(jié)束實驗 瑞利信道空間域 增益變化情況仿真參照講義，到達(dá)地點(x,y)的N個平面波的合成波可表示為：，這里編寫程序時，將衰落的實部和虛部分開來寫容易計算（以下，斜體字為程序所使用的變量）分開衰落的實部和虛部 （NN為到來平面波的數(shù)目

6、，本仿真用NN=16）fadingI（x，y） (衰落的實部) fadingQ（x，y）（衰落的虛部）按此思路，加和號內(nèi)的相位的位置變化量，可表示如下PSI（N）（相位的位置變化量）以下是衰落的仿真的初始條件，是需要預(yù)先計算的変量NORM（初始設(shè)定計算功率歸一化）lanmda=c/fc(載波的波長)THETAN=（為0的隨機數(shù)，其后確定）,PHIN= 為（02的隨機數(shù)）使用以上變量，計算衰落的部分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，將x,y的范圍限定在0-100范圍內(nèi)，并除以100進行歸一化代碼部分：clear opengl neverselect %設(shè)定圖形顯示形式，解決不顯示問題xxxxxxxxxxxxxxx %需要自己獨立完成的內(nèi)容注：最后求出的在（x，y）位置的對數(shù)衰落值假設(shè)為：fading_log(x,y) %畫圖部分 x=1:1:x_max; y=1:1:y_max; xx,yy=meshgrid(x,y); figure; mesh(xx,yy,fading_log);五、實驗步驟1參考實驗一給定的程序內(nèi)容，進行瑞利衰落的時域

8、特性仿真實驗。（1）通過觀察時間領(lǐng)域的瑞利信道衰落，來理解其統(tǒng)計性質(zhì)F（k）仿真實驗參數(shù)為：載波頻率fc=800MHz，移動速度v=40km/h，采樣率(1/T= 9.6kbps)要求觀察的時間范圍k=15000來波數(shù)量為 NN=16(2) 改變到來波數(shù)N，觀察對衰落特性F（k）的影響。NN分別取值 NN=1 ,2 ,4 ,8 ,16（3）觀察到來波方向擴展角對信道增益F（k）特性的影響：到來波的到來方向限于到度 ，即實驗一中THETAN=（是0隨機數(shù)，并且） 2根據(jù)理論分析及講稿內(nèi)容，參照程序一源代碼，編寫瑞利衰落的空域特性仿真程序，并進行仿真實驗。仿真條件：載波頻率fc=800MHz，來波數(shù)量為 NN=16，空間范圍x，y分別為0-100.六、實驗報告要求實驗