无线通信实验

《无线通信实验报告》

姓名：陈犇

学号：152210704111

专业：通信工程

学院：计算机学院

2018年11月

目录

背景：无线信道模型概述 (3)

第一章多径和多普勒效应 (3)

一. 实验目的 (3)

二. 实验原理 (3)

三. 实验步骤 (4)

背景：无线信道模型概述

当设计一个无线通信链路的时候，我们需要问以下三个重要的问题：

1.衰落和功率损耗

2.信号失真

3.时变

一个完整的信道模型应该提供SINR的量数，信号散射和时变参数。

为了清楚这三个问题，把无线信道模型分为三个部分：

1.传输损耗：信号频率，时变环境

2.频率相关信道冲击响应或者传输函数：多个频率，时变环境

3.时变信道冲击响应或传输函数

第一章多径和多普勒效应

一. 实验目的

1)理解时域和频域中的多径信道效应

2)理解时域和频域的多普勒效应

3)理解时域和频域中的多径和多普勒效应

二. 实验原理

多径效应（multipath effect）：指电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。比如电磁波沿不同的两条路径传播，而两条路径的长度正好相差半个波长，那么两路信号到达终点时正好相互抵消了（波峰与波谷重合）。

多普勒效应Doppler effect是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产

生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移blue shift ）；在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低（红移red shift ）；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度.

三. 实验步骤

(一) 多径信道效应：时变（无多普勒效应）

在无线通信中，一个从发送端的信号经过多条路径到达接收端。

()()121,L

i i L

i y t a s t ττττ==-≤≤

≤∑ （1）

s(t)是发射信号，L 是多径的个数，i a 和i τ是第i 个射线的相角和到达时间。

A ．s(t)是一个时谐信号，考虑()j t

s t e

ω=，则接收信号可以写为：

()()

()1

n L

j t j t

n n y t a e

H e

ωτωω-===∑，其中()1

n L

j n n H a e ωτω-==∑ (2)

()H ω定义为多径环境的传输函数，接收信号()y t 保持为与s(t)有着相同角频率的时谐信号。因此，当s(t)在时变多径环境下传输时，，波形没有失真，但信号幅度改变了，新幅度()H ω是ω的函数。 1. Matlab code(mulitath_fading_w.m): 2. clear all;

3. %amplitudes of 7 multipath arrivals

4. a=[0.6154 0.7919 0.9218 0.7382 0.1763 0.4057 0.9355];

5. %arrival times of 7 multipath arrivals

6. t=[0.9169 0.4103 0.8936 0.0579 0.3529 0.8132 0.0099];

7. i=0; %frequency index

8.

9. for w=0:0.05:100; %angular frequencies 10. multipath_arrival=a.*exp(j*w*t); 11. i=i+1;

12. abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival)); %the i_th transfer function 13. end 14.

15. w=0:0.05:100; 16.

17.plot(w,abs_H)

18.ylabel('amplitude of transfer function')

19.xlabel('angular frequency')

20.title('frequency dependent multipath fading')

1.clear all;

2.

3.% 多路信号到达时的幅度（0-1之间的随机数）

4.a=[0.6154 0.7919 0.9218 0.7382 0.1763 0.4057 0.9355];

5.

6.% 多路信号到达时的时间（0-1之间的随机数）

7.t=[0.9169 0.4103 0.8936 0.0579 0.3529 0.8132 0.0099];

8.

9.i=0; % 频域序号

10.

11.for omega=0:0.05:100; % 实际上就是将不同时间的不同幅度的信号累加，它们在发出时是同一信号

12. multipath_arrival=a.*exp(1i*omega*t);

13. i=i+1;

14. abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival)); % 将多路信号合并成一路信号

15.end

16.

17.omega=0:0.05:100;

18.

19.plot(omega, abs_H)

20.ylabel('amplitude of transfer function')

21.xlabel('angular freuency')

22.title('frequency dependent multipath fading')

DRAWING:

P1：频率为自变量的多径衰落