基于Matlab仿真性能分析Rayleigh和Rician信道衰落模型(IJISA-V5-N9-11)

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基于MATLAB的无线衰落信道仿真算法研究(1)

基于MATLAB的无线衰落信道仿真算法研究(1)

Research on Simulation Algorithm of Radio Fading Channel Using MATLAB
ZHOU Fu xiang, ZHENG Xiao jing
( Co mmunication Educat ion Inst itute of PL A General Staff, XuanHua 075100, Hebei, China)
- 1000#
( 7)
式中 S xx ( f ) 是滤波器的功率谱密度. 滤波器的功率谱密度 S xx ( f ) 可通过已知的自相关函数的付立 ( 根据实际信道情况来确定 ) , 则功率谱密度 S xx ( f ) 为: ( 8) 2000 1000 2 + ( 2 f ) 2 2000 1000+ j 2 f
S xx ( f ) = 根据式( 7) 可得到 H (f ) =
( 9)
采用脉冲响应不变法可得到相应数字滤波器的冲击响应: 2000 ( 10) - 1000 - 1 1- e T z 式中 T 表示采样间隔. 在慢衰落的情况下 , 每个符号必须产生一个瑞利衰落包络的采样值 . 设符号 H ( s) = H (z)= 的采样率为 8KH z, 那么数字滤波器的冲击响应可进一步表示为 : H (z)= 其时域差分方程为: y( n) = 0 8825y ( n- 1 ) + 44 72 x ( n) 3 2 瑞利衰落信号包络仿真
1
引 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, 根据不同的无线环境, 接收信号包络一般服从几种典型分布, 如瑞利分布、莱斯分布等. 在本文中, 专门针对接收信号包络服从 瑞利分布的信道进行建模仿真 , 为实际的通信系统设计提供理论参考和支持.

MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果

MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果

MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果题目:瑞利衰落信道仿真实验报告题目:MAT LAB仿真瑞利衰落信道实验报告引言由于多径效应和移动台运动等影响因素,使得移动信道对传输信号在时间、频率和角度上造成了色散,即时间色散、频率色散、角度色散等等,因此多径信道的特性对通信质量有着重要的影响,而多径信道的包络统计特性则是我们研究的焦点。

根据不同无线环境,接收信号包络一般服从几种典型分布,如瑞利分布、莱斯分布等。

在此专门针对服从瑞利分布的多径信道进行模拟仿真,进一步加深对多径信道特性的了解。

一、瑞利衰落信道简介:瑞利衰落信道(Rny 1 e i g h fading channe 1 )是一种无线电信号伎播环境的统计模型•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,即“衰落”,并且其包络服从瑞利分布.二、仿真原理(1)瑞利分布分析环境条件:通常在离基站较远、反射物较多的地区,发射机和接收机之间没有直射波路径(如视距传播路径),且存在大量反射波,到达接收天线的方向角随机的((0"2n)均匀分布),各反射波的幅度和相位都统计独立。

幅度与相位的分布特性:包络r服从瑞利分布,e在0“2兀內服从均匀分布。

瑞利分布的概率分布密度如图2-1所示:图2-1瑞利分布的概率分布密度(2)多径衰落信道基本模型离散多径衰落信道模型为其中,朕G)复路径衰落,服从瑞利分布;务是多径时延。

多径衰落信道模型框图如图2—2所示:图2—2多径衰落信道模型框图(3)产生服从瑞利分布的路径衰落r (t)利用窄带高斯过程的特性,其振幅服从瑞利分布,即KO = 7w c(02 + «X02上式中4(6伙),分别为窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。

MATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果三、仿真程序:function [h] =ray 1 e igh (f d t ) &产生瑞利袞落信道f c= 9 0 0 0 A6;却先取载波频率v 1=30^100 0/ 3 6 0 0; 舎移动速度*1=3 Okm/hc=3* 1 0A 8;%定义光速fd=vl *fc/c; %多普勒频移tS = l/100 0 0; 殳佶道抽样时间间隔t=o; ts :1;$生成时间序列hl= r a yleigh (f d , t);先产生彳言道® v2=L20^L000/360 0; 毛移动速度V2=12C I km/hI d =v2T fc/c;吕多普勒频移h2 = ra y leigh (fd< t);2产生信遺数据subplot (2, 1 , 1) ? p 1 o t (20*logl0 (ab s (hl ( 1 « 1 00 00» )) title (,v=30km/ h时的信逍曲线J xlabel (,时间• h yla b e 1 L 功率,)su*b plot (2,1,2) ,plot (2 0 * 1 og 1 0 Cwbs (h2 ( 1 :10000)))) t I t 1 e(*v= 1 20km /h时的信逍曲线少X la b el (y时间f); / label 功率,) fu n ctio n [h] =ra y I eig h ( f d r t) %该程序利用改进Kjakes 模型来产生单径的平坦型瑞利衰落信道 %输入变量说明:% fdHs道的展大多普勒频移单位H N% t :信号的拍样时间序列「拍样间隔单位s% h为输出的瑞利信道函数,是一个时间函数复序列N=4 0;%假设的入射液数目wm=2*p I 迪;M=M/4;%每滾限的入射波数目即振荡器数目T c =ze r o s (1, lengt h (t));M信道函数的实部Ts=2eros(l/len gth (t) %佶道函数的虚部P_ nor=sqrt ( J /M);治归一化功率系t h e ta=2*pi rand (1,1) -pi;g区别个条路径的均匀分布随机相泣for n=i: M%第[条入射波的入射角a If a (n)= (2*pi*n-pi+th efi_tc= 2 * pi * rand (17 1) —pi; %对毎入子载液而言在〔一pi, pi)之间均匀分布的随机相位f j _ t s= 2 * pi*ra n d <1. J ) -p i ;Tc=T c+2*cos ( w m * L *co5 (al T a (n) ) + C i_t c );Ts=Ts+2*cos(w大(n)) + f i_ t s),滋计算;中激响应函数end;h= P_n or * < T c+j才TS) j %乘归一化功率系数得到传输函数四、仿真结果:图4-1结果图片Quntitled .figMATLAB 仿真瑞利衰落信道实验报告结果3 4—2输入程庁 Me S &0>W< □ □ hZ 刁◎ HHQ D >*o*utk f ; KCOTivAM fl WWtNrv K»U4> W — 4X 2・ M acrota Vw tnitg t> «**•<>•"・ k«y*a«v4 如广e«jtc, r?r«? pten«5 <M M 1: S *V X ?<5 <«• tU 'Ac 和x tdu» - u»<«c»r 1 Wi IM fift 3 Mo fiMkm *0 JHrip・・JC-J M«e er it«A□•83 LO ♦ •- LI >* 谓舟 Q1「 fwvcnim (h ;r«or”:|h 皿4>2 八 1 M » 1<T«?1 •罗A&IBy "Q I S« ・花人"g•1hl?rtyl»i<hif<ti 5*i4S»|l I 012S MQ' X40; »9tf)«Rv.-./<»xhl>liu ■必P ・"XL ;>.P1C<i20<UfiftabitddsKGKtni111uti<< i » H ylaUl TF1$ 二 1, 2>tnict 3X<ffl«tbs OC<111<OK< nHp vd4iro :才} >t11fweiiae lhl«rayl«ithif£f'»>■眄•1 ut ・fTVIM <««-:•> 1H421Ki-« oflill 习勺入休* '3Afl V-3 :S=»2O3 l.XfT<^U»_3» 11/» wC~ QG*糸:any^i 》tn M Cd 41\'0A图4—3保存程序并命名 * Editor - Untitled*fie Edit Jext Qo £ell D^bug Qeckrop Window Help丄回 2□ ddi出■•町e / •此•♦匚》•■电)电• ■ ■ • SUck; B 际A:rS它谒| - l.o 1 ** 1.1 •必处 Qfund• Save fCB>0(Vl = 30lC«3»lfdsvi» ts=i/lt»O;tshl«ray v2=120i 10tl fd=v2*1 h2・ ray subpl ot 13 xlabelsubpl ot titleC 18 2021222324药xlabel Ifunct K W 该肖字 入貝 ・fd:文件名on 僚存02?(D■J ©呻 ES-殳HF 素長V 四叨SLMATLAB仿真瑞利衰落信道实验报告结果t・ «MS^MIkC»b«;WM4e>wt<<wl •. ■・r«M4f« ti«vi«u4Waul!3 4-4运行效果展不:五、实验结论:速度越大对信道瑞利衰落影响越大IAIIAI (RlttOf BlCCtCtt*. VtKh ItCn MI HW% M»y • <•«•••・b 4»4H—.。

基于Matlab的独立瑞利衰落模型的仿真

基于Matlab的独立瑞利衰落模型的仿真

利衰落信道的仿真模型。总的来说,这些仿真模型可分为两类: PDF、电平通过率(LCR)和平均衰落持续时间(AFD)与理论值非常
(1)确定模型:在仿真实验中有固定的多谱勒频率,幅度,相位, 接近。该模型数据收敛快、计算量少。
因此有确定性性质。(2)统计模型:在仿真实验中至少有一个参
本文的结构如下:首先提出基于正弦和的独立瑞利衰落模
34
2008 年 2 期
◆ 理论探讨◆
4、结束语 本文给出了一种基于正弦和的独立瑞利衰落信道模型并基 于 Matlab 进行了仿真。通过与文献模型的比较,证明在正弦波 数量比较少的情况下,新模型正交分量的自相关与互相关,复 数包络的自相关与互相关与理论值比较接近。本文还仿真了具 有四阶统计量的平方包络的自相关,衰落包络与相位的PDF,以 及模型的 LCR 和 AFD。当正弦波的数量增加时,能够达到很好的 收敛性。新的仿真模型能够用来产生多径不相关衰落波形,它 可用在仿真一些现实的频率选择性衰落信道,MIMO 信道,多样 混合等情况下。
行取值:首先把
均匀分成 个点,然后每个小区间再均匀
分成 个点,其中第
个衰落波到达的角度是通过第 个
衰落波到达的角度顺时针旋转
得到(如图 1 所示)。该分
点方式使
即成为同一衰落波,不同正弦波的间隔,也是初
始值。其中每一点表示在极坐标
中的一矢量。这样在公
式(3)中的多谱勒频移

将尽可能的取到不
同的值,这就保证了有 个不同的多谱勒频移。通过这种分点方
(6c)
证明:由于在

中每个正弦波都是统计独立和
一致分布的,根据中心极限定理[8],当正弦波的数量接近无穷大
时, 和 成为高斯随机过程。而且由于

通信原理MATLAB仿真课程设计剖析

通信原理MATLAB仿真课程设计剖析

《通信系统仿真》课程设计报告书课题名称 Rayleigh 无线衰落信道的MATLAB仿真姓 名 伍伟学 号 1312402-02 学 院 通信与电子工程学院专 业 通信工程 指导教师肖湘2015年 12月19日※※※※※※※※※ ※※ ※※※※ ※※※※※※※※※2013级学生 通信系统仿真课程设计Rayleigh 无线衰落信道的MATLAB 仿真1 设计目的(1) 对瑞利信道的数学分析,得出瑞利信道的数学模型。

(2) 利用MATLAB 对瑞利无线衰落信道进行编程。

(3) 针对服从瑞利分布的多径信道进行仿真,加深对多径信道特性的了解。

(4) 对仿真后的结果进行分析,得出瑞利无线衰落信道的特性。

2 设计要求(1) 设计一个瑞利无线衰落信道;(2) 进一步地了解瑞利无线衰落信道对信号的影响; (3) 在设计无线多径信道时,对路径的多少一定要选择合理。

3 设计思路(1) 分析出无线信道符合瑞利概率密度分布函数,写出数学表达式。

(2) 建立多径衰落信道的基本模型。

(3) 对符合瑞利信道的路径衰落进行分析,并利用MATLAB 进行仿真。

4 设计内容4.1 理论分析及数学推导无线信道大体可以分为4种:慢变瑞利衰落信道、快变瑞利衰落信道、慢变频率选择性信道、快变频率选择性信道。

在N 条路径的情况下,信道的输出为1()()[()]Nnnn y t a t x t t =τ=-∑ (4.1.1)式中,()n a t 和()n t τ表示与第N 条多径分量相关的衰落和传播延迟,延迟和衰减都表示为时间的函数。

由于大量散射分量导致接收机输入信号的复包络是一个复高斯过程。

在该过程均值为0的情况下,幅度满足瑞利分布。

如果存在直射路径,幅度则变为莱斯分布。

现在来确定介绍信号的复包络。

假定信道的输入是一个经过调制的信号,其形式为()()cos[2]()c x t A t f t x t π=+φ()t(4.1.2)通常采用低通等效信号来完成波形仿真,所以,下面确定()x t 和()y t 的低通复包络。

瑞利衰落信道和高斯信道matlab

瑞利衰落信道和高斯信道matlab

瑞利衰落信道和高斯信道是无线通信中常见的两种信道模型。

瑞利衰落信道适用于描述城市中的移动通信环境,而高斯信道则适用于描述开阔地带或者室内的通信环境。

本文将使用Matlab来分别模拟这两种信道,并对模拟结果进行分析和比较。

一、瑞利衰落信道模拟1. 利用Matlab中的rayleighchan函数可以模拟瑞利衰落信道。

该函数可以指定信道延迟配置、多径增益和相位等参数。

2. 我们需要生成随机的信号序列作为发送端的信号。

这里可以使用Matlab中的randn函数生成高斯白噪声信号作为发送端信号的模拟。

3. 接下来,我们需要创建一个瑞利衰落信道对象,并指定相应的参数。

这里可以设定信道延迟配置、多径增益和相位等参数,以便更好地模拟实际的信道环境。

4. 将发送端的信号通过瑞利衰落信道进行传输,即将信号与瑞利衰落信道对象进行卷积操作。

5. 我们可以通过Matlab中的plot函数绘制发送端和接收端信号的波形图以及信号经过瑞利衰落信道后的波形图,以便直观地观察信号经过信道传输后的变化。

二、高斯信道模拟1. 与瑞利衰落信道模拟类似,高斯信道的模拟同样可以使用Matlab 中的函数进行实现。

在高斯信道的模拟中,我们同样需要生成随机的信号序列作为发送端的信号。

2. 我们可以通过Matlab中的awgn函数为发送端信号添加高斯白噪声,模拟信号在传输过程中受到的噪声干扰。

3. 我们同样可以使用plot函数绘制发送端和接收端信号的波形图以及信号经过高斯信道后的波形图,以便观察信号传输过程中的噪声干扰对信号的影响。

三、模拟结果分析和比较对于瑞利衰落信道模拟结果和高斯信道模拟结果,我们可以进行一些分析和比较:1. 信号衰落特性:瑞利衰落信道模拟中,我们可以观察到信号在传输过程中呈现出快速衰落的特性,而高斯信道模拟中,信号的衰落速度相对较慢。

2. 噪声干扰:高斯信道模拟中,我们可以观察到添加了高斯白噪声对信号的影响,而在瑞利衰落信道模拟中,虽然也存在噪声干扰,但其影响相对较小。

Rayleigh无线衰落信道的MATLAB仿真

Rayleigh无线衰落信道的MATLAB仿真

通信原理课程设计汇报书课题名称Rayleigh 无线衰落信道的MATLAB 仿真姓 名学 号 学 院 专 业 通信工程指导教师年 月 日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※通信工程专业 通信原理课程设计Rayleigh无线衰落信道的MATLAB仿真1 设计目的〔1〕对瑞利信道的数学分析,得出瑞利信道的数学模型。

〔2〕利用MATLAB对瑞利无线衰落信道进行编程。

〔3〕针对服从瑞利分布的多径信道进行模拟仿真,加深对多径信道特性的了解。

〔4〕对仿真后的结果进行分析,得出瑞利无线衰落信道的特性。

2 设计思路无线衰落信道的MATLAB仿真:〔1〕分析出无线信道符合瑞利概率密度分布函数,写出数学表达式。

〔2〕建立多径衰落信道的根本模型。

〔3〕对符合瑞利信道的路径衰落进行分析,并利用MATLAB进行仿真。

3 设计过程3.1 方案论证3.1.1.瑞利信道环境与数学模型瑞利衰落信道〔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,即“衰落〞,并且其包含服从瑞利分布。

瑞利衰落属于小尺寸的衰落效应,它总是叠加于如阴影、衰减等大尺度衰落效应上。

信道衰落的快慢与开展端和接收端的相对运动速度的大小有关,相对运动对导致接受信号的多普勒频移,一固定信号通过单径的瑞利衰落信道后,在1秒内的能量波动,这一瑞利衰落信道的多普勒频移最大分别为10Hz和100Hz,在GSM1800MHz的载波频率上,其相应的移动速度分别为约6千米每小时和60千米每小时。

特别需要注意的事信号“深衰落〞现象,此时信号能量的衰减到达数千倍,即30到40分贝。

瑞利衰落模型适用于描述建筑物密集的城镇中心地带的无线信道。

密集的建筑和其他物体使得无线设备的发射机和接收机之间没有直射路径,而且使得无线信号被衰减、反射、折射、衍射。

在曼哈顿的实验证明,当地的无线信道环境实在接近于瑞利衰落。

基于MATLAB下的频率选择性信道仿真

基于MATLAB下的频率选择性信道仿真

基于MATLAB下的频率选择性信道仿真简介本文档旨在介绍使用MATLAB进行频率选择性信道仿真的基本方法和步骤。

背景频率选择性信道是无线通信中常见的信道类型之一,其特点是在不同的频率上具有不同的衰减和相位响应。

为了更好地理解和分析这种信道的性能,我们需要进行仿真模拟。

仿真步骤以下是在MATLAB中进行频率选择性信道仿真的基本步骤:1. 信道建模:首先,我们需要使用合适的数学模型来描述频率选择性信道。

常用的模型包括扁平衰落模型、Jakes模型、Rician衰落模型等。

根据具体的应用场景和需求,选择合适的模型进行建模。

信道建模:首先,我们需要使用合适的数学模型来描述频率选择性信道。

常用的模型包括扁平衰落模型、Jakes模型、Rician衰落模型等。

根据具体的应用场景和需求,选择合适的模型进行建模。

2. 频谱分析:通过频谱分析可以获得信号在不同频率上的衰减和相位响应。

MATLAB提供了丰富的信号处理工具箱,可以方便地对信号进行频谱分析。

频谱分析:通过频谱分析可以获得信号在不同频率上的衰减和相位响应。

MATLAB提供了丰富的信号处理工具箱,可以方便地对信号进行频谱分析。

3. 信道仿真:在信道建模和频谱分析的基础上,我们可以开始进行信道仿真。

根据所选用的信道模型和信号特性,使用MATLAB编写仿真代码,生成仿真结果。

可以考虑包括信号衰落、传输误码率等性能指标。

信道仿真:在信道建模和频谱分析的基础上,我们可以开始进行信道仿真。

根据所选用的信道模型和信号特性,使用MATLAB编写仿真代码,生成仿真结果。

可以考虑包括信号衰落、传输误码率等性能指标。

4. 结果分析:对于信道仿真的结果,我们需要进行详细的分析和评估。

根据仿真结果,可以评估系统在频率选择性信道下的性能表现,并针对性地进行优化。

结果分析:对于信道仿真的结果,我们需要进行详细的分析和评估。

根据仿真结果,可以评估系统在频率选择性信道下的性能表现,并针对性地进行优化。

基于MATLAB的移动衰落信道仿真

基于MATLAB的移动衰落信道仿真

基于MATLAB的移动衰落信道仿真摘要:本文基于MATLAB对移动衰落信道进行仿真。

重点利用JAKES法对瑞利信道进行了确定性模型仿真,对其功率谱密度和自相关函数进行了讨论。

通过比较仿真模型与参考模型,说明了仿真模型的正确性。

同时,仿真结果表明,仿真结果的特性主要取决于最大多普勒频移与谐波个数这两个参数。

关键词:瑞利信道;功率谱密度;自相关函数;JAKES法;最大多普勒频移Mobile Fading Channel Simulation Based on MATLABAbstract:In this thesis, mobile fading channel is simulated based on MATLAB. It mainly focuses on the deterministic model simulation of Rayleigh channel using JAKES method, and its power spectral density and autocorrelation function are discussed. By comparing the simulation model with the reference model, it demonstrates the correctness of simulation models. At the same time, the simulation results indicate that the results are mainly depending on following two parameters: the maximum Doppler frequency shifts and the number of harmonic waves.Keywords: Rayleigh channel;power spectral density;autocorrelation function;Jakes method;maximum Doppler shift目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1 研究背景及意义 (2)1.2 研究内容 (2)第二章无线信道的概念与特性 (3)2.1 移动无线信道的概念 (3)2.2 移动无线信道基本理论 (3)2.3 移动无线信道的类型 (4)2.3.1 传播路径损耗模型 (4)2.3.2 大尺度传播模型 (4)2.3.3 小尺度传播模型 (4)2.4 移动无线信道的衰落 (5)2.5 瑞利衰落信道模型的实现 (5)第三章确定性信道过程的理论导论 (8)3.1 确定性信道建模的原理 (8)3.1.1成形波器法 (8)3.2.2正弦波叠加法 (9)3.2 确定性过程的基本性质 (11)第四章确定性过程模型参数的计算方法 (12)4.1 离散多普勒频率和多普勒系数的计算方法 (12)4.2 多普勒相位的计算方法 (15)4.3 确定性瑞利过程的衰落时间间隔 (16)第五章JAKES功率谱密度与自相关函数的性能分析 (18)第六章结束语 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)前言现代移动通信的发展涉及通信信号与信道、分集接收机与最佳接收机、信源编码与信道编码、数字调制与解调等多方面技术,而无线信道及信道建模构成了移动通信传输技术的理论基础。

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I.J. Intelligent Systems and Applications, 2013, 09, 94-102
Published Online August 2013 in MECS (/) DOI: 10.5815/ijisa.2013.09.11
I.
Introduction
An explosive development of the wireless technology has opened several new paths for its implementation, however some unavoidable circumstances attenuate the signal energy and make barriers to achieving the optimum results from the system [1]. The radio link between the transmitter and receiver varies from simple line-of-sight to one that is severely obstructed by the buildings, mountains etc, and hence suffers from severe multipath fading [1-7]. However, the mobile channels are very different from the stationary as well as predictable wired channels, because of their randomness. There are several factors which determine the behavior Copyright © 2013ysis of Rayleigh and Rician Fading Channel Models using Matlab Simulation
95
dimensions on the order of wavelength [1]. One of the most disturbing aspects in the wireless communication is fading, which is present when there are several multipath components and these components arrive at the receiver at slightly different times. If there is movement in the system then there is also phase difference between the received components, which leads to shift in the frequency. However, in the multipath propagation, the movement of the transmitter/receiver or both and bandwidth of the signal are the factors that influence the fading and multipath delay nature of the channel, which is quantified by the delay spread and coherence bandwidth [11]. The timevarying nature of the channel caused by the movement is quantified by Doppler spread and Coherence time [16-21]. In the high mobility scenario, the relative motion between the transmitters and receivers results rapid time variation and significant Doppler shift. Accumulating dynamically changed multipath effects and noise, a significant fluctuation in the received signal strength is observed in the channel. However, the fading is often modelled in the literature with the Rayleigh fading model. The Rayleigh fading model has not been challenged until very recently when researchers started to focus on the throughput problem at vehicular speeds. The Rayleigh fading model works on the assumption that the resultant fading arises from a large number of uncorrelated partial waves with identically distributed amplitudes and uniformly distributed random phases [19-21]. This assumption is highly optimistic in the mobile communication environment at high vehicular speeds. However, more realistic assumption is to have many partial waves with amplitudes which follow the distributions that are not identical, yet are partially correlated [19, 21]. Doppler spread is another effect of mobility, which changes the signal frequency over time. When the coherence time becomes small relative to the delay constraint of the channel, it results bit error rate at the receiver, which depends on the fading severity of the channel. According to the fading severity, the channel is divided into three categories, and different distribution models are used to estimate that channel according to the type of fading, which is described in the following section. In this paper, we have developed an algorithm for the Rayleigh and Rician fading channel in a vehicular environment. The remainder of the paper is organized as follows. Section II discusses the performance of the Rayleigh fading model and proposes algorithm. Section III explores the Rician fading channel model and developed an algorithm for it. Finally, Section IV concludes the work.
Performance Analysis of Rayleigh and Rician Fading Channel Models using Matlab Simulation
Sanjiv Kumar Department of Computer Engineering, BPS Mahila Vishwavidyalaya, Khanpur, Kalan-131305, India E-mail: skganghas@ P. K. Gupta Department of Computer Science and Engineering, Jaypee University of Information Technology, Waknaghat, Solan – 173 234, India E-mail: pradeep1976@ G. Singh Department of Electronics and Communication Engineering, Jaypee University of Information Technology, Waknaghat, Solan – 173 234, India E-mail: ghanshyam.singh@juit.ac.in D. S. Chauhan Uttarakhand Technical University, Deharadun, India E-mail: drdschauhan@ Abstract— An effort has been made to illustrate the performance comparison of the Rayleigh and Rician fading channel models by using MATLAB simulation in terms of source velocity and outage probability. We have developed algorithms for the Rayleigh and Rician fading channels, which computes the envelop and outage probability. The parameters such as source velocity and outage probability play very important role in the performance analysis and design of the digital communication systems over the multipath fading environment. Index Terms— Fading Channel, Wireless Communication, Rayleigh Fading, Rician Fading, Error Rate, Outage Probability of a channel such as terrain features between the transmitter and receiver, the speed of transmitter and receiver, weather conditions etc. Over the years, several studies and measurements have been undertaken in different locations for such channels and various models have been proposed for both the indoor and outdoor environments [3, 4]. The instantaneous signal strength at the receiver can be predicted using the traditional large-scale and small-scale models, wherein the largescale models predict the average received signal strength depending on the transmitter-receiver distance and the small-scale channel models represent local variations of the average signal strengths [8-13]. The lognormal model, in which the measured signal levels have a normal distribution about the mean received signal, are suitable for emulating the large scale fading effects for the mobile channels models. The normal deviation about the mean captures the random shadowing effects that occur because of the variation in the clutter surrounding a moving vehicle, though the mean signal strength at the vehicular receiver remains the same. The frameworks for modeling and simulating the satellite channel along with the time variations have been extensively reported in the literature [14-16]. It is widely accepted that, while the lognormal-Rayleigh model accurately depicts the shadowed channel, a Rician channel model is more appropriate for the unshadowed channel [9-21]. However, the error performance modelling of the wireless channels is inherently depends upon the radio propagation modes such as line-of-sight, reflections, diffraction and scattering caused by an object with I.J. Intelligent Systems and Applications, 2013, 09, 94-102
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