杭电3G移动通信实验(实验4)-衰落信道仿真和分析
《移动通信实验与实训》课件1第4章
第四章 同步、抗衰落及误码分析仿真
对于抑制载波的双边带调制而言，在载频处，已调信号 的频谱分量为零，同时对调制信号进行适当的处理，就可以 使已调信号在载频附近的频谱分量很小，这样就可以插入导 频，这时插入的导频对信号的影响最小。图4-4所示为插入 的导频和已调信号频谱示意图。在此方案中插入的导频并不 是加在调制器的那个载波，而是将该载波移相90°后的所谓 “正交载波”。
第四章 同步、抗衰落及误码分析仿真
同步系统的优劣将直接影响通信质量的好坏，甚至会影 响通信能否正常工作。可以说，在同步通信系统中，“同步” 是进行信息传输的前提，正因为如此，为了保证信息的可靠 传输，要求同步系统应有更高的可靠性。
以下重点论述载波同步的方法。 载波同步的方法有直接法(自同步法)和插入导频法(外同 步法)两种。直接法不需要专门传输导频(同步信号)，而是接 收端直接从接收信号中提取载波；插入导频法是在发送有用 信号的同时，在适当的频率位置上插入一个(或多个)称做导 频的正弦波(同步载波)，接收端就利用导频提取出载波。
图8-1 平方变换法提取载波
第四章 同步、抗衰落及误码分析仿真 为改善平方变换的性能，可以在平方变换法的基础上， 把窄带滤波器用锁相环替代，构成如图8-2所示框图，这样 就实现了平方环法提取载波。由于锁相环具有良好的跟踪、 窄带滤波和记忆性能，因此平方环法比一般的平方变换法具 有更好的性能，因而得到广泛的应用。
第四章 同步、抗衰落及误码分析仿真 图9-1 多径传播示意图
第四章 同步、抗衰落及误码分析仿真
多径传播将引起接收信号中脉冲宽度扩展，称为时延扩 展。时延扩展的时间可以用第一个码元信号至最后一个多径 信号之间的时间来测量。时延扩展会引起码间串扰，严重影 响数字信号的传输质量。
衰落信道中无线通信系统性能的分析与仿真课程设计
******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期通信系统综合训练题目：衰落信道中无线通信系统性能的分析与仿真专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：目录 (2)摘要 (3)第1 章前言 (4)第2 章总体设计方案 (5)2.1 64QAM通信系统基本组成 (5)2.2 64QAM通信系统的性能指标 (5)2.3 64QAM的误码率性能 (5)第3 章64QAM调制解调原理 (7)3.1 MQAM调制 (7)3.2 64MQAM调制及相干解调原理框图 (7)第4 章（7，4）循环码编码和译码 (9)4.1 循环码概念 (9)4.2 生成多项式 (9)4.3 循环码的编码及实现 (10)4.4 循环码的译码及实现 (12)第5 章SIMULINK与通信仿真 (15)5.1 SIMULINK简介 (15)5.2 SIMULINK操作 (16)第6 章SIMULINK对64QAM的仿真 (20)6.1 SIMULINK对主要模块及参数设置 (20)6.1.1信号源 (20)6.1.2基带信号处理 (20)6.1.3调制/解调 (21)6.1.4 其他模块参数设置 (22)6.1.5 信噪比--误码曲线实现程序如下。
(23)6.2 64QAM通信系统的仿真图和结果分析 (24)6.3 加入噪声及干扰时系统性能指标的变化分析 (27)6.3.1加入噪声及干扰时系统的仿真 (27)6.3.2结果分析 (31)6.3.3 不足与展望 (31)第7 章总结与致谢 (32)参考文献 (33)以多进制正交幅度调制技术(MQAM)为代表的多载波传输技术已经成为第四代移动通信系统中的关键技术。
MQAM能够有效抵抗多径衰落，并且频谱利用率高，适用于无线环境下的高速数据传输。
SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它的模块库包含了许多实现不同功能的模块，使得研究者可以方便地构建功能清晰、结构合理的仿真系统。
衰落信道的无线通信系统的分析与仿真
摘要为了更好的了解和掌握衰落信道中无线通信系统的性能，提出了基于MATLAB的无线衰落信道仿真模型，采用64QAM调制方式，信道编码用了（7,4）线性分组码，利用MATLAB中SIMULINK通信系统仿真模型库进行（7,4）线性分组码建模仿真，并调用通信系统功能函数进行绘制频谱及误码率与信噪比关系曲线图。
在完成衰落信道的性能分析之后，并与高斯信道下的性能进行对比。
关键字：SIMULINK 64QAM 无线衰落高斯信道仿真目录前言 (3)1 64QAM设计原理及衰落信道 (4)1.1 64QAM通信系统基本模型 (4)1.2 无线衰落信道 (4)1.3 64QAM调制技术 (5)1.4 64QAM调制的主要技术指标 (6)2 线性分组码基本原理 (7)2.1 线性分组码 (7)2.2 编码原理 (7)2.3 纠错原理 (9)3 SIMULINK 概述 (11)3.1 Simulink的模块操作 (11)3.1.1 主要模块的简介 (12)3.2 Simulink的功能 (12)4 衰落信道的性能分析与仿真 (14)4.1 SIMULINK中模块仿真 (14)4.1.1 信号源及模块参数 (15)4.1.2 线性分组码（7，4） (15)4.1.3 主要模块参数设置 (16)4.2 64QAM通信系统仿真 (17)4.3 性能分析 (19)总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)前言在卫星移动通信系统、陆地移动通信系统中其电波传播方式主要以视距传播为主。
由于多径和接收端运动等因素的影响，使得无线信道对接收信号在时间、频率和角度上造成了色散，这种色散表现在接收信号幅度上就是所谓的信号衰落，因此，多径效应对通信质量有着至关重要的影响。
正交幅度调制QAM是数字通信系统中一种常用的调制技术。
尤其是多进制QAM，比如64QAM有着非常高的频谱利用率。
它的调制效率高，对传输途径的信噪比要求高，具有带宽利用率高，抗噪声强等特点，适合有线电视电缆传输；我国有线电视网中广泛应用的DVB-C 调制即QAM 调制方式。
移动通信仿真实验
移动通信仿真实验移动通信仿真实验报告一、实验目的通过仿真，加深对移动通信中电波传播的路径损耗和阴影衰落的理解；通过仿真，掌握蜂窝网中频率复用、同频干扰等基本概念，加深对载波干扰比的理解；二、实验原理1.无线信道的衰落无线信道的衰落通常分为大尺度衰落和小尺度衰落。
大尺度衰落是由移动通信信道路径上的固定障碍物（建筑物、山丘、树林等）的阴影引起的，衰减特性一般服从d?n律，其中n称为路径损耗指数，平均信号衰落和关于平均衰落的变化具有对数正态分布的特征。
大尺度衰落主要影响到无线区的覆盖区域。
小尺度衰落由移动台运动和地点的变化而产生，主要特征是多径。
多径产生时间扩散，引起符号间码间干扰；运动产生多普勒频移，引起信号随机调频。
多径衰落严重影响信号传输质量，并且不可避免，只能采用抗衰落技术减少其影响。
1)阴影衰落在无线信道里，造成慢衰落的最主要原因是建筑物或其它物体对电波的遮挡。
在测量过程中，不同位置遇到的建筑物遮挡情况不同，因此接收功率也不同，这样就会观察到衰落现象。
由于这种原因造成的衰落也叫“阴影效应”或“阴影衰落”。
在阴影衰落的情况下，移动台被建筑物所遮挡，它收到的信号是各种绕射，反射，散射波的合成。
所以，在距基站距离相同的地方，由于阴影效应的不同，它们收到的信号功率有可能相差很大，理论和测试表明，阴影衰落一般表示为电波传播距离r的m次幂与表示阴影损耗的正态对数分量的乘积。
移动用户和基站间距离为r时，传播路径损耗和阴影衰落可以表示为l r,ξ=r m×10ξ10式中，ξ是由于阴影产生的对数损耗（单位为dB），ξ~N(0,σ)。
当用dB表示时，上式变为10lg l r,ξ=10m lg r+ξ式中m称为路径损耗指数，实验数据表明m=4,σ=8 dB是合理的。
2)传播路径损耗传播路径损耗：用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为有效发射功率和平均接收功率之间的dB 差值，根据理论和测试的传播模型，无论室内或室外信道，平均接收信号功率随距离对数衰减，这种模型已被广泛地采用。
多径衰落下通信系统模型研究与仿真分析的开题报告
多径衰落下通信系统模型研究与仿真分析的开题报告一、选题背景及意义随着移动通信技术不断发展，多径衰落成为通信系统中一个重要的问题。
多径衰落现象是指信号在传播过程中受到多个路径的影响，导致接收端收到的信号存在多个版本，并且它们的相位和幅度都可能不同，从而产生失真和干扰，影响通信质量。
因此，研究多径衰落下通信系统模型对于提高通信的可靠性和性能至关重要。
目前，多径衰落下通信系统模型研究已经成为通信领域的一个重要研究方向。
因为相对于理论分析，仿真分析是一种更为直观、更能接近实际情况、更有效的研究方法，因此，研究多径衰落下通信系统模型的仿真分析具有很高的应用和推广价值。
本论文的研究内容涵盖对多径衰落下通信系统模型的建立和仿真分析，旨在为移动通信系统的设计和优化提供一定的理论指导和技术支持。
二、研究目标和内容本论文的研究目标是针对多径衰落下通信系统模型的特点，建立一套完整、准确、高效的仿真分析体系，并在此基础上进行实际应用。
具体研究内容如下：1. 多径衰落的数学模型分析：针对多径衰落下通信系统的数学模型进行分析和研究，探索多路径干扰对通信系统的影响机理，揭示多径衰落下的信道特性。
2. 通信信号的仿真设计：基于Matlab和Simulink平台，设计通信信号的模拟程序，将多径衰落下的通信信号进行仿真，建立通信系统的模型。
3. 通信系统的性能评估：建立多径衰落下的通信信道模型，根据模型进行信号传输的仿真分析，对通信系统的误码率、误比特率等性能指标进行评估。
4. 仿真系统的测试与验证：根据通信系统的架构和性能评估结果，测试和验证仿真系统的正确性和准确性，验证仿真系统的可靠性和有效性。
三、研究方法和技术路线为了实现以上研究目标和内容，本论文将采用如下技术路线和研究方法：1. 将多径衰落下的通信信号,视为一个混合系统，利用时变卷积积分模型对其进行数学建模与仿真。
2. 建立移动通信信道模型并进行仿真，根据仿真结果评估通信系统的性能指标。
杭电通信原理实验报告
通信四班田昕煜13081405 一.判断有无码间干扰：RB：码元传输速率→（不同）Ts：滤波器带宽B=(1+a)*f=(1+0.2)*(1/2Ts) =1.2*(1/2Ts)无码间干扰：频带利用率η实际=RB/B<η理论η理论=2/(1+a)=2/1.2≈1.67二.不同进制的码元序列经过不同带宽的升余弦滚降系统后的眼图(1)Rs=50,Ts=10,M=2,a=0.2,eye=4分析：从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰∵基带信号的码元速率RB=50Baud，升余弦滚降滤波器和FIR滤波器的等效带宽B=60Hz（Ts=10ms）∴η实际=RB/B≈0.83<η理论，满足奈奎斯特第一准则的条件。
∵眼图是由各段码元波形叠加而成的，M=2，∴一个码元周期内能看到M-1=1只眼睛。
(2) Rs=50 Ts=10 M=4 a=0.2,eye=4分析：从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰∵RB=50Baud，B=60Hz（Ts=10ms），∴η实际=0.83<η理论，满足奈奎斯特第一准则的条件。
∵M=4，∴一个码元周期内能看到M-1=3只眼睛。
对比(1),只有M改变，∴只有一个TB内眼睛的个数不同(3) Rs=50 Ts=20 M=2 a=0.2,eye=2分析：从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰∵RB=50Baud，B=30Hz（Ts=20ms），η实际=RB/B=η理论，满足奈奎斯特第一准则的条件。
∵M=2，∴一个码元周期内能看到M-1=1只眼睛。
对比(1),只有B减小，此时信号幅度减小，η实际=η理论，处于临界状态，临界时对其他码元有影响会造成误码。
(4)Rs=50 Ts=50 M=2 a=0.2,eye=2分析：眼图基本闭合，存在较为严重的码间干扰。
∵RB=50Baud，B= 12Hz（Ts=50ms），∴η实际≈4.17>η理论，不再满足奈奎斯特第一准则。
∵M=2，∴理论上一个码元周期内能看到M-1=1只眼睛。
课程设计说明书21-ASK在衰落信道下的性能仿真分析
设计要求和已知技术参数：
ASK是调制方式的一种，本课题要求利用Matlab软件对ASK在衰落信道下的性能进行仿真实验，并且分析在特定衰落信道下的性能。同一组的成员可以分工合作，尽量选择不同的衰落信道进行仿真。
通过对ASK在衰落信道下的性能仿真，深入了解ASK的设计原理，并且了解其在不同衰落信道下的性能，分析性能差异的原因。在Matlab/Simulink环境下编程实现。
*注：此任务书由课程设计指导教师填写
工作计划安排：
1、2014.06.27-2014.07.06熟悉Matlab仿真工具；
2、2014.07.07-2014.07.10理解并深入学习课题所涉及的理论知识；
3、2014.07.11-2014.07.15在Matlab/Simulink环境下编程实现；
4、2014.07.11-2014.07.15撰写课程设计报告。
Harbin Institute of Technology
课程设计任务书
课程名称：通信系统仿真
设计题目：
院系：电子与信息工程学院
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
设计时间：20140627-20140718
哈尔滨工业大学
通信系统仿真课程设计任务书
姓名：院（系）：电子与信息工程学院
专业：通信工程班号：18日
rayleigh衰落信道仿真实验
瑞利衰落信道仿真实验报告一、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 P(r)=2222rσσr e - (r ≥0)相位概率密度函数为：P(θ)=1/2π （πθ20≤≤）二、用MATLAB 对瑞利衰落信道进行仿真1、matlab 代码：用到的子函数：function [r,x,y]=raychan (n) %n 为路径数 x,y 分别为叠加后信号实部和虚部，r 为信号包络t=1; v=50; lamda=1/3; %t ，v ，lamda 初始化一个值alpha=rand(1,n); %产生n 条路径的幅度向量phi=2*pi*rand(1,n); %产生n 条路径的相位向量theta=2*pi*rand(1,n); %产生n 条路径的多普勒频移的角度向量s=alpha.*(exp(j.*(phi+2*pi*v*t/lamda*cos(theta))))*ones(1,n)'; %s 为n 条路径的叠加x=real(s);y=imag(s);r=sqrt(x^2+y^2);end主程序：clc;clear;N=10000; %N 代表获取的r 的个数r=zeros(1,N); %r 初始化为零n1=6; %n 为路径数x=r; y=r; theta=r; %x ，y ，theta 初始化为零for i=1:N %该循环产生N 个r ，N 个theta ，N 个x ，N 个y[r(i),x(i),y(i)]=raychan (n1);endsigma=sqrt(var(x)); %计算标准差sigmaindex=[0:0.01:max(r)]; %index 为横坐标的取值范围，相当于规定了r/sigma 的坐标p=histc(r,index); %p 为r 在index 规定的区间里的统计个数P=zeros(1,length(p)); %P 用来计算累加的区间统计，在概率中相当于F （x ），先初始化，然后循环求值for i=1:length(p)for j=1:iP(i)=P(i)+p(j);endendP=P/N; %除以总数N 得到概率poly_c=polyfit(index,P,9); %用9阶多项式拟合P （index ）,得到多项式系数行列式poly_cpd=polyder(poly_c); % 多项式微分，即对P(index)微分，相当于求f （x ）概率密度p_practice=polyval(pd,index); %求出index 对应的多项式函数值p_practicep_theory=index/sigma^2.*exp(-index.^2/(2*sigma^2)); %求出index 对应的p_theory 值%画出r 的实际和理论概率密度函数图plot(index,p_practice,'b-',index,p_theory,'r-');legend('Practical','Theoretical');title('Amplitude Practical versus Theoretical');xlabel('r/\sigma');ylabel('P(r)');axis([0 4 0 0.8]);grid on;结果如图：r/ P (r )Amplitude Practical versus Theoretical分析：在r/σ=1，概率密度P(r)取得最大值，表示r 在σ值出现的可能性最大。
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杭州电子科技大学
实验报告
学生姓名：xx学号：13xxxxxx 指导教师：xxx 实验地点：1教108 实验时间：2016.4.21
一、实验室名称：1教108
二、实验项目名称：衰落信道仿真和分析
三、实验学时：3
四、实验内容：
1、使用Matlab（或者C语言）仿真无线多径瑞丽衰落信道；
2、观察无线信道等效包络的分布；
3、观察无线信道等效相位的分布；
五、实验步骤：
五、实验结果：
clc;
clear all;
fm=[10 100 1000];
for i=1:3
r=jakes_sos(fm(i), 64, 0.1, 10000);
subplot(211);
ksdensity(abs(r));
title('µÈЧ°üÂçµÄ¸ÅÂÊ·Ö²¼Í¼');
hold on;
subplot(212);
ksdensity(angle(r));
title('µÈЧÏàλµÄ¸ÅÂÊ·Ö²¼Í¼');
hold on;
end
六、总结及心得体会：
1、加深移动通信无线信道的理解；
2、能够使用Matlab（或者C语言）对无线信道进行基带建模和仿真，并进行分析；。