通信原理仿真-多径信道仿真实验
多径衰落信道仿真与分析
多径衰落信道仿真与分析移动通信是当前最主流的通信方式，而无线信道是移动通信中传输信号的媒介，只有深刻掌握和了解移动无线信道的特征，我们才能提出解决各种干扰的措施。
移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,其中多径衰落仿真又是其中的重点和难点。
移动通信的特点是传播的开放性、接收环境的复杂性和通信用户的随机移动性。
在无线通信信道中，大气的反射或折射、建筑物和其他物体的反射导致了发送和接收天线之间通常存在多于一条的信号传播路径。
由多径引起的信号衰落是影响通信性能的一个主要因素，所以在通信方案可行性研究以及系统设计、优化等过程中，经常要考虑到多径衰落及相关的解决方案。
本次设计用MATLAB对信号在多径信道中的传输进行了仿真。
移动通信的传输媒介即大气空间就是无线道，信道很复杂的特性并就是无线道，信有很复杂的特性并就是无线道，信有很复杂的特性并且其特性会不断变化，各种地形物的影响和用户终端的移动使得无线信道具有极大的随机性。
一般用路径损失、阴影衰落和多三种效应描述路径损失、阴影衰落和多三种效应描述大、中小大、中小大、中小 3种不同尺度范围内信道对传输号的作用。
多径衰落也称快种不同尺度范围内信道对传输号的作用。
多径衰落也称快，是由于同一信号沿两个或多路径传播，以微小的时间差到达接收机相互干涉引起。
而这些波称为多径。
在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。
在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。
在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。
在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信这些波称为多径。
在接收天线处合成一个幅度和相位都急剧变化的信号，其变化程度取决于多径波的强、传播时间差以及信号带宽其变化程度取决于多径波的强、传播时间差以及信号带宽。
主要表现在 3个方面:1)经过短距离或时间传播后信号强度产生急剧变化；2) 在不同路径上，存在着时变多普勒频移引起的随机率调制；3) 多径传播时延引起的扩展。
多径信道仿真课程设计
多径信道仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解多径信道的概念，掌握其产生原因及影响；2. 学习多径信道仿真的原理和常用仿真方法；3. 掌握利用相关软件进行多径信道仿真的操作步骤。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析实际通信过程中多径信道的影响；2. 培养学生运用仿真软件进行多径信道仿真的能力；3. 提高学生解决实际通信问题，优化通信系统性能的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程领域的兴趣，激发学习积极性；2. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力；3. 增强学生面对实际问题时的自信心，培养勇于挑战、不断探索的精神。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论联系实际，以实际通信问题为载体，提高学生对多径信道的认识。
课程设计考虑学生的认知水平和学习兴趣，通过讲解、演示、实践等多种教学手段，使学生掌握多径信道仿真的相关知识。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，培养其独立思考和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到以上所述的知识、技能和情感态度价值观目标，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 多径信道基本概念：介绍多径信道的定义、产生原因及分类；- 教材章节：第二章第二节“无线信道特性”2. 多径信道仿真原理：讲解多径信道仿真的基本原理和方法；- 教材章节：第三章第三节“信道仿真技术”3. 多径信道仿真软件操作：指导学生掌握常用多径信道仿真软件的使用方法；- 教材章节：第四章第二节“信道仿真软件及其应用”4. 实际案例分析：分析实际通信系统中多径信道的影响，提出解决方案；- 教材章节：第五章“实际通信系统中的信道问题”5. 课堂实践：组织学生进行多径信道仿真实验，巩固所学知识；- 教材章节：第六章“信道仿真实验”教学内容安排与进度：第一课时：多径信道基本概念第二课时：多径信道仿真原理第三课时：多径信道仿真软件操作第四课时：实际案例分析及课堂实践教学内容旨在保证科学性和系统性，结合教材章节内容，注重理论与实践相结合，使学生能够全面掌握多径信道仿真的相关知识。
通信原理仿真作业(第4章)
1 通信原理仿真作业要求：环境：统一使用matlab2012。
代码：注释详细，用图表输出并说明结果。
文档：与代码一起附一份结果分析文档，说明参数对结果的影响并分析原因。
第四章 信道与噪声1. 恒参信道对信号传输的影响信道响应函数为()()|()|j f H f H f e φ-=，输入信号为()()n s nx t a g t nT =-∑，其中1,01,()0,s s t T T g t else ≤<⎧==⎨⎩，用matlab 画出如下情况时的信道输出信号，()H f 可自定义。
● 无失真信道，如()j f H f e π-=● 幅度失真信道，如sin ()j f f H f e fπππ-= ● 相位失真信道，如(1)(1),0(),0j f j f e f H f e f ππ---+⎧≥=⎨<⎩2. 多径信道对单频信号的影响设一个幅度为1，频率为10Hz 的单频信号经过20条路径传输得到的波形及频谱，这20条路径的衰减相同，但时延的大小随时间变化，每径的时延变化规律为正弦型，变化的频率从0－2Hz 随机均匀抽取。
用matlab 进行时、频域的对比分析。
3. 多径信道对数字信号的影响设有一条三径传输的信道31()()i i i s t u b t τ==-∑，其参数如下：1231230.5,0.707,0.5;0,1,2u u u τττ======● 用matlab 画出信道的幅频响应和相频响应；● 设信道输入信号为1,0()(),()10,s n s s n t T b t a g t nT g t T else≤<⎧=-==⎨⎩∑其中，，画出输出信号波形。
● 同相的输入信号，改变s T 后画出波形并比较。
多径传播的通信系统建模与仿真
多径传播的通信系统建模与仿真摘要：本文主要研究了多径传播的通信系统建模与仿真。
首先，介绍了多径传播现象的原理和特点；然后，讨论了通信系统中多径传播带来的问题；接着，介绍了通信系统建模的基本原理和方法；最后，详细说明了通信系统仿真的步骤和技术要点，并给出了仿真实例。
通过本文的研究，可以更好地了解多径传播的通信系统建模与仿真方法，为实际系统设计提供参考依据。
1. 引言多径传播是无线通信中常见的现象之一。
当无线信号在传播过程中遇到建筑物、地形、天气等障碍物时，会发生反射、绕射、散射等多种传播现象，导致信号在空间上存在多个传播路径。
这些传播路径的信号在接收端会以不同的路径长度和相位到达，相互干扰，产生多径传播的效应。
2. 多径传播的问题多径传播会给通信系统带来一系列的问题，如信号衰减、时延扩展、频率选择性衰落等。
衰减会导致信号强度下降，降低系统的传输质量；时延扩展会引起信号传输的延迟，影响实时性应用的性能；频率选择性衰落会导致信号的频谱扩展，增加系统的复杂度。
3. 通信系统建模通信系统建模是研究多径传播的有效手段之一。
建模可以将多径传播作为一个系统来描述，通过建立合适的数学模型和参数来描述信号在空间中的传播特性和传输过程。
通信系统建模需要考虑信号的时变性、频变性和空间变异性等因素。
4. 通信系统仿真通信系统仿真是验证通信系统建模的有效方法，可以通过仿真实验来验证系统设计的正确性和性能指标。
通信系统仿真需要进行信号传播模型的搭建、信号传输特性的分析和系统性能指标的评估。
在信号传播模型中，可以采用射线追踪、几何光学方法等来描述信号的传播路径；在信号传输特性分析中，可以通过功率谱密度、自相关函数等参数来分析信号的频域特性和时域特性；在系统性能评估中，可以通过误码率、信噪比等指标来衡量系统的性能。
5. 仿真实例以无线通信系统为例，根据建立的多径传播模型，进行了系统仿真实验。
首先，构建了信号传播的几何模型，包括发射天线、接收天线和环境障碍物等；然后，使用射线追踪方法，确定了信号的传播路径，并计算了路径损耗和相位差；接着，分析了接收信号的频域特性和时域特性，包括功率谱密度、自相关函数等；最后，评估了系统的性能指标，如误码率、信噪比等。
通信原理仿真作业
通信原理仿真作业一、任务描述：本次通信原理仿真作业旨在通过使用仿真软件，模拟通信系统的运行过程，探究信号传输、调制解调、信道传输等原理，并进行相关参数的分析和优化。
具体任务包括以下几个方面：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个基本的通信系统，并模拟信号在传输过程中的衰减、噪声等情况。
通过观察信号的变化，分析信号传输质量。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，将模拟信号转换为数字信号，并进行解调还原。
通过仿真软件模拟调制解调过程，观察信号的频谱特性和传输效果。
3. 信道传输仿真：模拟信号在不同信道条件下的传输情况，包括理想信道、多径衰落信道等。
通过调整信道参数，观察信号的传输特性和误码率等指标。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，并分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系。
优化系统参数，提高信号传输质量。
二、任务执行：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个通信系统，包括信源、信道和接收端。
设置合适的信号频率、幅度和相位等参数，模拟信号的传输过程。
观察信号在传输过程中的衰减、噪声等情况，并记录相关数据。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，如调幅（AM）、调频（FM）或调相（PM），将模拟信号转换为数字信号。
设置调制参数，如载波频率、调制指数等，并进行仿真。
观察调制后信号的频谱特性和传输效果，记录相关数据。
进行解调仿真，将调制后的信号还原为模拟信号。
调整解调参数，如解调滤波器的带宽等，观察解调效果，并记录相关数据。
3. 信道传输仿真：选择不同的信道模型，如理想信道、多径衰落信道等，并设置相应的信道参数。
将调制后的信号输入信道进行传输仿真，观察信号的传输特性和变化情况。
记录相关数据，如信道响应、信号衰减、多径干扰等。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，调整信噪比、信道带宽等参数，并记录误码率随参数变化的情况。
分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系，找出影响误码率的主要因素。
多径信道仿真课程设计
多径信道仿真课程设计一、教学目标本课程的教学目标分为知识目标、技能目标和情感态度价值观目标三个维度。
知识目标：通过本课程的学习，学生将掌握多径信道的基本概念、原理和仿真方法，了解多径信道在通信系统中的应用。
技能目标：学生将能够运用多径信道仿真方法，分析和解决实际通信问题，提高通信系统的性能。
情感态度价值观目标：培养学生对通信技术的兴趣和热情，增强其对科学研究的信心和责任感，使其认识到通信技术在现代社会中的重要地位。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括多径信道的基本概念、多径信道的仿真方法、多径信道在通信系统中的应用等。
具体安排如下：第1-2节：多径信道的的基本概念和原理；第3-4节：多径信道的仿真方法及其实现；第5-6节：多径信道在通信系统中的应用案例分析。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握多径信道的基本概念、原理和仿真方法；讨论法：引导学生就多径信道仿真方法的应用进行讨论，培养学生的思维能力和团队协作能力；案例分析法：分析多径信道在通信系统中的应用案例，使学生更好地理解通信系统的实际工作原理；实验法：安排实验课，让学生动手实践，巩固所学知识，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：教材：《多径信道仿真技术》；参考书：相关领域的学术论文和专著；多媒体资料：教学PPT、视频教程等；实验设备：计算机、仿真软件、实验器材等。
以上教学资源将有助于丰富学生的学习体验，提高教学质量。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性；作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力；考试：安排期末考试，以检验学生对课程知识的掌握程度。
评估结果将以百分制进行评分，其中平时表现占30%，作业占30%，考试占40%。
通信原理仿真实验报告
通信原理仿真实验报告一、引言通信原理是现代社会中不可或缺的一部分，它涉及到信息的传输和交流。
为了更好地理解通信原理的工作原理和效果，我们进行了一次仿真实验。
本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和分析。
二、实验目的本次实验的目的是通过仿真实验，深入了解通信原理的基本原理和信号传输过程，掌握通信系统中常见的调制解调技术，并通过实验验证理论知识的正确性。
三、实验方法1. 实验平台：我们使用MATLAB软件进行仿真实验，该软件具有强大的信号处理和仿真功能，可以模拟真实的通信环境。
2. 实验步骤：a. 设计信号源：根据实验要求，我们设计了一种特定的信号源，包括信号的频率、幅度和相位等参数。
b. 调制过程：通过调制技术将信号源与载波信号进行合成，得到调制后的信号。
c. 信道传输：模拟信号在信道中的传输过程，包括信号的衰减、噪声的干扰等。
d. 解调过程：通过解调技术将接收到的信号还原为原始信号。
e. 信号分析：对解调后的信号进行频谱分析、时域分析等，以验证实验结果的准确性。
四、实验结果我们进行了多组实验，得到了一系列的实验结果。
以下是其中两组实验结果的示例：1. 实验一：调幅调制a. 信号源：频率为1kHz的正弦信号。
b. 载波信号：频率为10kHz的正弦信号。
c. 调制后的信号：将信号源与载波信号相乘，得到调制后的信号。
d. 信号分析：对调制后的信号进行频谱分析，得到频谱图。
e. 解调过程：通过解调技术，将接收到的信号还原为原始信号。
f. 结果分析：通过对比解调后的信号与原始信号，验证了调幅调制的正确性。
2. 实验二：频移键控调制a. 信号源：频率为1kHz的正弦信号。
b. 载波信号：频率为10kHz的正弦信号。
c. 调制后的信号：将信号源与载波信号相加，得到调制后的信号。
d. 信号分析：对调制后的信号进行频谱分析，得到频谱图。
e. 解调过程：通过解调技术，将接收到的信号还原为原始信号。
f. 结果分析：通过对比解调后的信号与原始信号，验证了频移键控调制的正确性。
光学通信中的光波多径信道建模与仿真
光学通信中的光波多径信道建模与仿真Introduction光通信作为一种新兴的通信技术，在现代通信领域中得到了广泛的应用。
由于其高速、大带宽、低能耗等优点，光通信正逐渐成为了当前移动通信、数据通信以及宽带接入等领域的主流技术。
然而，在实际光通信应用中，光波在光纤中传输时，受到了多种不同的干扰和衰减，其中光波多径信道造成的影响最为突出。
Optical Wave Multipath Channel光波多径信道是指在光波在传输过程中，由于在传输途中发生多次反射、折射和散射，产生了多条路径，从而造成光波信号传输的干扰和衰减。
与传统的无线通信中的多径信道相比，光波多径信道所涉及到的路径较多，且这些路径之间的干涉效应更为复杂。
同时，由于光信号的波长十分短，所以光波多径信道所涉及的路径长度差也较小，更容易产生相位差错，造成光波传输的失真和抖动，从而严重影响了光信号的传输质量和稳定性。
Model and Simulation of Optical Wave Multipath Channel为了准确地研究光波多径信道的特性，需要对其进行建模和仿真。
光波多径信道建模是指根据传输环境的特点和实际传输场景，将多径效应分析和模拟出来，从而得到一组光调制信号与多径效应之间的关系模型。
光波多径信道仿真则是指采用一定的计算软件和工具，根据建模结果，通过数值计算和模拟实验来研究和分析光波信号在多路径通道下的传输特性和性能。
目前，光波多径信道建模和仿真常使用的方法主要有以下几种。
1.几何光学模型：针对平面波入射情况下的简单的模型，通过光线追踪方法来模拟反射、折射和散射现象，从而得到多径效应和光波传输的模拟结果。
2.统计光学模型：该模型一般适用于复杂的场景和介质异质性的情况下，通过将多径效应看作随机过程，使用概率分布函数来描述多径效应的变化和演化规律，从而得到光波传输的模拟结果。
3.时域传输模型：该模型主要针对实际光纤通信系统中光波多径信道的传输问题，采用时域传输方程来模拟传输过程，考虑时间和空间任意点的信号变化，从而得到精确的多径效应描述和光波传输特性模拟结果。
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多径信道仿真实验报告
一、AM 、DSB 调制及解调
要求：用matlab 产生一个频率为1Hz ，功率为1的余弦信源()m t ，设载波频率
10c Hz ω=，02m =,试画出：
AM 及DSB 调制信号的时域波形；
1
2
3
4
567
8
9
10
t
AM 时域波形图
1
2
3
4
56
7
8
9
10
t
DSB 时域波形图
0100200300400
500600700
8009001000
N
AM 频谱图
100
200
300
400
500600
700
800
900
1000
N
DSB 频谱图
● 采用相干解调后的AM 及DSB 信号波形；
1002003004005006007008009001000
AM 波
100200300400500600700800900
1000
-1.5-1
-0.5
0.5
1
1.5
DSB 波
● AM 及DSB 已调信号的功率谱；
1002003004005006007008009001000
5
10
5
AM 波功率谱
01002003004005006007008009001000
5
1015x 10
4
DSB 波功率谱
调整载波频率及m0，观察分的AM 的过调与DSB 反相点现象。
在接收端带通后加上窄带高斯噪声，单边功率谱密度
00.1
n ，重新解调。
%% 加噪解调
noise=wgn(1,length(sAM),0.2); %高斯噪声
h2=fir1(100,[2*8.9/100,2*11.1/100]); %带通滤波器设计
znoise=conv(noise,h2); %窄带高斯噪声
sAM2=sAM+znoise(101:end);
sDSB2=sDSB+znoise(101:end);
spAM2=sAM2.*ct;
spDSB2=sDSB2.*ct;
b=fir1(100,0.12*2);
sdAM2=filter(b,1,spAM2);
sdAM_2=2.*sdAM2-m0;
sdAM__2=sdAM_2(50:end); %去暂态
figure(6);
plot(sdAM__2,'r');hold on;
plot(mt);
legend('加噪解调后','原信号');title('AM波');
% 同理画DSB
1002003004005006007008009001000
-2-1.5-1-0.500.511.52AM 波
1002003004005006007008009001000
-2-1.5-1-0.500.511.52DSB 波
二、SSB 调制及解调
要求：用matlab 产生一个频率为1Hz ，功率为1的余弦信源，设载波频率
10c Hz ω=，,试画出：
● SSB 调制信号的时域波形；
1
2
3
4
567
8
9
10
-1-0.500.5
1t
SSB 下边带时域波形
100
200
300
400
500600
700
800
900
1000
010*******
400N
SSB 下边带频谱图
● 采用相干解调后的SSB 信号波形；
1002003004005006007008009001000
-1.5-1
-0.5
0.5
1
1.5
SSB 波
● SSB 已调信号的功率谱；
01002003004005006007008009001000
2
4
6
8
10
12
14
4
SSB 波功率谱
在接收端带通后加上窄带高斯噪声，单边功率谱密度00.1n =，重新解调。
1002003004005006007008009001000
-1.5-1
-0.5
0.5
1
1.5
SSB 波
三、FM 调制及解调
要求：设输入信号为()cos 2m t t π=，载波中心频率为10c z f H =，VCO 的压控振荡
系数为5/z H V ，载波平均功率为1W 。
试画出：
● 已调信号的时域波形； ● 已调信号的振幅谱；
1
2
3
4
56
7
8
9
10
-1-0.500.5
1时域波形
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
050100150
200频域
● 用鉴频器解调该信号，并与输入信号比较。
100
200
300
400
500600
700
800
900
1000-1-0.500.51
-2-1012
FM 波
四、实验结果讨论及心得
（1）AM和DSB的调制、（相关）解调过程几乎一样，不同之处仅在直流分量处，这也是AM 波相比DSB有多一种包络检波的解调方式；
（2）AM的过调与m0有关；而在理论上，DSB的反相现象一直存在，只不过可能由于载频的不同使得抽样不同，最终呈现的结果则会随载频
的变化而决定是否出现反相点；
（3）SSB的调制本采用的将DSB过低通滤波器，但可能是由于此频带过窄而无法完全实现滤波器。
所以最后，我还是由公式得出的信号；
（4）在加噪声上，我是将噪声过窄带滤波器再加到调制信号上的，而最后的波形都还较为客观；。