无线通信原理实验报告—李晓-52112113

现代无线通信原理实验

李晓21班13号52112113

实验一Okumura-Hata无线传播模型仿真实验

实验内容

使用Matlab编程计算Okumura-Hata传播路径损耗，绘制Okumura-Hata传播模型损耗---频率曲线图。

实验条件

频率范围：300 ~1500MHz，基站天线高度为30m，移动台天线高度为1.5m。传播距离分别为d=2km和5 km，以频率为变量，通信距离为参变量编程绘出城市准平滑地形、郊区、农村环境下的Okumura-Hata传播模型损耗-频率曲线图。实验要求

在一个图中显示6条曲线；

所有曲线均为蓝色线，d=2km用实线，d=5km用虚线；城区用“o”、郊区用“* ”及乡村用“□”标注曲线上的点；

在曲线图的空白处对曲线进行标注；

图要有横纵坐标标示，横坐标为频率（Mhz），纵坐标为损耗中值（dB）

图形的题头为学生本人姓名和学号。

实验仿真图

200

400600

8001000120014001600

90100

110

120

130

140

150

160

频率(MHz)

损耗中值(d B )

姓名:李晓 班级：二十一班 学号:52112113

城市: d1=2km 城市: d2=5km 郊区: d1=2km 郊区: d2=5km 乡村: d1=2km 乡村: d2=5km

实验图反映了随着频率，距离以及地点的变化而变化的损耗中值。 实验分析 由图看出

①路径损耗都随传输距离的增大而增大；

②城市的路径损耗最大，郊区次之，乡村最小，说明障碍物越多对信号传输损耗的就越强；

③随 频 率 的 增 大，路径损耗越强。 附录

Okumura-Hata 传播模型路径损耗计算公式

式中 fc — 工作频率（MHz ）

()()

()69.5526.16log 13.82log 44.9 6.55log log p c te re te cell terrain

L dB f h h h d C C α=+--+-++

hte — 基站天线有效高度（ m ），定义为基站天线实际海拔高度与基站沿传播方向实际距离内的平均地面海波高度之差。

hre — 移动台天线有效高度（m ），定义为移动台天线高出地表的高度 d — 基站天线和移动台天线之间的水平距离 （km ） α（hre) — 有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数

Ccell — 小区类型校正因子

Cterrain — 地形校正因子，反映一些重要的地形环境因素对路径损耗的影响

源程序

clear

all ; clc;

f=[300:100:1500]; ht=30;hr=1.5; d1=2;d2=5;

L1=69.55+26.16*log10(f)-13.82*log10(ht)+(44.9-6.55*log10(ht))*log10(d1)-3.2*(log10(11.75*h r)).^2+4.97;

L2=69.55+26.16*log10(f)-13.82*log10(ht)+(44.9-6.55*log10(ht))*log10(d2)-3.2*(log10(11.75*h r)).^2+4.97;

C1=-2*[log10(f/28)].^2-5.4;

C2=-4.78*[log10(f)].^2+18.33*log10(f)-40.98; L3=L1+C1; L4=L2+C1; L5=L1+C2; L6=L2+C2; grid on ; hold on ; plot(f,L1,'-o'); plot(f,L2,':o'); plot(f,L3,'-*'); plot(f,L4,':*');

()()()

()()()()????

??

??≥-≤----=MHz f h MHz f h f h f h c re c re c re c re 30097.475.11log 2.33001.154.1log 29.8大城市、郊区、乡城8.0log 56.17.0log 11.1中小城市

2

2α

plot(f,L5,'-s'); plot(f,L6,':s');

legend('城市: d1=2km','城市: d2=5km','郊区: d1=2km','郊区: d2=5km','乡村: d1=2km','乡村: d2=5km');

title('姓名:李晓 班级：二十一班 学号:52112113'); xlabel('频率(MHz)'); ylabel('损耗中值(dB)');

提高实验： 实验仿真图：

2468

101214161820

8090100110120130140150160距离(km)

损耗中值(d B )

姓名:李晓 班级：二十一班 学号:52112113

城市: 300MHZ 郊区:300MHZ 乡村:300MHZ

实验源程序：

clear all;

clc;

d=[0:1:20];

ht=30;hr=1.5;

f=300

L1=69.55+26.16*log10(f)-13.82*log10(ht)+(44.9-6.55*log10(ht))*log10(d)-3.2*(log10(11.75*hr) ).^2+4.97;

C1=-2*[log10(f/28)].^2-5.4;

C2=-4.78*[log10(f)].^2+18.33*log10(f)-40.98;

L3=L1+C1;

L5=L1+C2;

grid on;

hold on;

plot(d,L1,'-o');

plot(d,L3,'-*');

plot(d,L5,'-s');

legend('城市: 300MHZ','郊区:300MHZ','乡村:300MHZ');

title('姓名:李晓班级：二十一班学号:52112113');

xlabel('距离(km)');

ylabel('损耗中值(dB)');

实验二 地面反射和绕射对微波传播的影响实验 实验内容

使用Matlab 建立微波地面反射损耗及绕射损耗模型，绘制衰落因子Vdb 随相对余隙的变化曲线。 实验条件

相对余隙 取值：-1.0~2.5，绘图的时候相对余隙间隔至少为0.001； 反射系数：

编程绘制衰落因子（分贝数）随相对余隙的变化曲线，并与刃形绕射衰落因子（分贝数）相比较。 实验要求

1 反射损耗及绕射损耗绘制在一条曲线中； 2在曲线图的空白处对曲线进行标注； 3 合理设计显示图形的坐标间隔； 3图形的题头为学生本人姓名和学号。 实验仿真图

1

/c h F 1

φ=

-1

1

2 2.5

-40

-30

-20

610相对余隙（hc/F1）

损耗中值(d B )

姓名:李晓 班级：二十一班 学号:52112113

刃型绕射损耗反射损耗

实验分析

由图可知，衰落因子与相对余隙有关。当相对余隙为0.577，V=0dB 时，此时具有特殊意义，称为自由空间余隙。当hc/F1<0.577时，发生绕射衰落较大；随着余隙增大，反射点处于第一菲涅尔区，反射信号与直射信号同相相加，使衰落因子出现正值；当余隙增大到一定程度时，反射点进入第二菲涅尔区内，反射信号与直射信号反相，衰落因子急剧下降，甚至会造成信号中断。 附录

源程序

x1=-1.0:0.001:0.577;

x2=0.577:0.001:2.5;

b=x1*(2.^(0.5));

b2=x2*(2.^(0.5));

y=1;

F1=(20*log10(0.5+0.62*b)).*(b>=0&b<0.816)+(20*log10(0.5*exp(0.95*b))).*(b>=-1&b<0)+... (20*log10(0.4-(0.1184-(0.1*b+0.38).^2).^(0.5))).*(b>=-2.4&b<-1);

F2=10*log10((1+y.^2-2*y*cos(pi*(x2).^2))).*(b2>=0.816);

plot(x1,F1);%绘制曲线

hold on;

plot(x2,F2,'r');

plot([0.577 0.577],[-60,0],'g')

legend('刃型绕射损耗','反射损耗');

title('姓名:李晓班级：二十一班学号:52112113');

xlabel('相对余隙（hc/F1）');

ylabel('损耗中值(dB)')

grid on;

set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-40,-30,-20,0,6,10]);

set(gca,'XTickmode','manual','XTick',[-1.0,1,2,2.5]);

grid on;

提高实验：

实验仿真图：

00.5

1 1.5

2 2.5

-12

-10-8-6-4-20

24

6姓名:李晓 班级 二十一班 学号:52112113

相对余隙hc/F1

衰落因子V d B

实验源程序： clc; clear;

v=0.1:0.001:2.5;%相对余隙% k=4/3;

o=0.7;%反射系数%

d1=25000; d2=25000; d=50000; l=0.05;% a=6370000; F1=25;

%F1=31.6*sqrt((l*d1*d2)/d); %v1=v+(d1*d2*(k-1)/2*k*a)/F1;

v1=v+(((d1*d2*(k-1))/(2*k*a))/F1).*ones(1,length(v)); e1=sqrt(2).*v1;

E1=0.*(e1>=1)+20*log10(0.5+0.62.*e1).*(e1>=0&e1<=0.9)+20*log10(0.5*exp(0.95.*e1)).*(e1>

=-1&e1<0)+20*log10(0.4-sqrt(0.1184-(0.1.*e1+0.38).^2)).*(e1>=-2.4&e1<=-1)+20*log10(-0.225 ./e1).*(e1<-2.4);

b2=sqrt(1+o^2-2*o*cos(pi.*v1.^2));

B2=20*log10(b2).*(e1>=0.9);

figure;

grid on;

hold on;

plot(v,B2,'r');

k1=2/3;

v2=v+(((d1*d2*(k1-1))/(2*k1*a))/F1).*ones(1,length(v));

e2=sqrt(2).*v2;

E2=0.*(e2>=1)+20*log10(0.5+0.62.*e2).*(e2>=0&e2<=0.9)+20*log10(0.5*exp(0.95.*e2)).*(e2> =-1&e2<0)+20*log10(0.4-sqrt(0.1184-(0.1.*e2+0.38).^2)).*(e2>=-2.4&e2<=-1)+20*log10(-0.225 ./e2).*(e2<-2.4);

b3=sqrt(1+o^2-2*o*cos(pi.*v2.^2));

B3=20*log10(b3).*(e2>=0.88);

plot(v,B3);

title('姓名:李晓班级二十一班学号:52112113 ');

xlabel('相对余隙hc/F1');

ylabel('衰落因子VdB');