实验2多径衰落信道

实验2多径衰落信道 本科学生实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 学号 114090389 姓名 简安文 学院 物电学院 专业、班级 11电子 实验课程名称 现代通信原理实验 教师及职称 金争 开课学期 2013 至 2014学年 下 学期 填报时间 2014 年 05 月 18 日 云南师范大学教务处编印 实验序号 实验二 实验名称 多径衰落信道实验 实验时间 2014-05-17 实验室 同析楼 三栋111 一(实验目的 1.1认识Matlab/Simulink的基本功能。 1.2理解无线多径衰落信道的特征及其产生机理。 1.3观察恒定包络信号通过多径衰落信道后的信号幅值，加深对多径衰落信道的认识和理解。 二( 实验内容 2.1在本仿真模型中改变信宿的移动速度、载波频率来观察仿真结果的变化。 2.2将输入信号改为随机二进制数据码元序列，观察信道的输出信号。 2.3在本仿真模型基础上，添加一个直达波来仿真莱斯多径衰落信道，观察信道的输出信号。 三(实验设备及材料 3.1 Windows XP/Windows 7 3.2 Matlab R2011b 四(实验原理 4.1 多径衰落信道模型 多径衰落信道模型假设，信宿接收的信号是发送信号经过多条路径传输后信号的叠加结果。其中每条传输路径信号具有独立的信号幅度、延迟。因此，接收信号可表示为 ,,,,rttStt，，，，，，，，,nnn ,,，，,jw，，t,，，tcn,,,,Retgtte，，，，，，,,,nn,,，n，,, ,,，，,jw,，，tjwtcnc，，，，，，,Re,tegt,,te,,,nn,,n，，,, (1) 式中，n对应第n条路径;g(t)为信号包络;为第n条路径在t时刻的延迟;，，,tn ,jw,，，tw,2,fcncc，，，，，，,tegt,,t为载波角频率，表示接收信号的等效基带,nnn 信号，记为Z(t)，试验中对该信号进行仿真。 4.2 简化模型 下面对式(1)的模型进行简化，并对该简化模型进行仿真。实验目的仅仅是观察多路径衰落对信号幅度的影响，而与具体信号无关，所以可以假设发送的是等幅载波信号，即g(t)=1，则Z(t)简化为 jwt,,，，cn，，，，Zt,,te,nn (2) ，，，，,t,t,,nnn在一个较短时间内基本不发生变化，可假设其为常数，即， ，，，，,t,tt0nn下面讨论。假设的变化主要由信宿的移动引起，那么在时刻附近，对，，,tn可做如下近似: ，，，，，，,t,,t，vcos,t,t/cnn0n0 (3) t,t0n0式中，v为时刻信宿的移动速度;为第n条路径信号时刻信宿的入射 ，，vcos,t,t/cn0角;c为光速;为第n条路径长度随时间变化的斜率;为vcos,n t0路径n的时间延迟相对于时刻的变化，那么 ,,,,wt,2ft，vcost,t/c，，，，，，,,cncnn00 ,,,,,,2fv/ccost，2ft,v/ccost，，，，，，,,cncnn00 ,wcos,t，,mnn (4) ,,，，，，w2,fv/c,2,f,t,v/ccos,tcmncn0n0式中，=，为最大多普勒频移;=，对t0应时刻的初始相位。 综合上述简化，可以得到 jwt,，，cos,，,mnn，，Zt,,en,n (5) ,,0~2,nn在假设反射路径均匀分布的情况下，和均为上的均匀分布随机变 ,,nn量。另外对于，处于简化考虑假设其为0~1的均匀分布。各条传输路径的、,,nn和是独立的，与其他传输路径不相关。 3. 实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 本实验的仿真模型文件名是multipath_fading.mdl，打开该文件可以看到如图1所示的仿真模型结构。整个仿真系统可以分为三个主要的部分:第一部分在图1的左部，主要完成最大多普勒频移的计算、时间t的计算和产生输入信号;第二部分是传输路径的计算，仿真了总共40条独立传输路径;第三部分将40条传输路径的信号进行累加，并统计总的信号幅值和作图。 图1 仿真模型结构图 五. 实验步骤 5.1 打开matlab应用软件，如图2所示。 5.2 在图2中右边的命令窗(Command Window)的光标处输入:simulink,回车。 图2 Matlab界面 5.3 在图2中，选择:File>New>Model新建文件，保存在matlab工作目录下，并取名为 multipath_fading.mdl。 5.4 在Find命令行处输入:Ramp，就在窗口的右边找到了该仿真模块图标。用 鼠标右键选择该模块，将其添加到创建的multipath_fading窗口中。 5.5 用相同的方法创建零阶保持模块(Zero-Order Hold)、数字函数模块(Math Function)、子系统模块(Subsystem)、直方图(Histogram)和矢量示波器 (Vector Scope)等，观察每个设备的连接点，用鼠标左键把设备连接起来， 如图1所示。 5.6 进行参数设置 1)最大多普勒频移的计算、时间t的计算、输入信号(如图3、图4所示) 2,,fc, 该部分实现了最大多普勒频移的计算: =。其中载波频率mc8f,900MHzvms，光速,信宿的移动速度取33.33(相当于c,3，10msc kmh120)。而仿真计算中用到的时间t是通过一个零阶采样保持器对一个斜率 为1的斜坡函数进行采样，可按照后续模块需要的采样速率得到时间t。根据实验原理的简化假设，输入信号固定为1。 图3 最大多普勒频移的计算 图4 时间t的计算 2)无线传输路径的仿真(如图5所示) 路径的入射角度常数(图5中Angle模块)设为0~2上的随机值，初始相,,n 位常数 (图5中的Phase模块)设为0~2的随机值，路径的增益(图5,,,nn中的Gainl模块)设为0~1的随机值。输入信号为常数1，表示输入信号复包络为1。 图5 每条无线路径的仿真模型 3)求和、统计和显示(如图6所示) 该部分实现了40条路径的复包络求和，将求和之后的信号幅值取绝对值，然后一起被送去直方图统计，并显示其直方图;另一支路换算成dB单位，并显示其时域波形。 图6 求和、统计和显示 5.7 用鼠标点击“运行仿真模型按钮”即可运行multipath_fading.mdl,观察实验结果。 六. 实验现象与结果 运行multipath_fading.mdl,可以得到以下的仿真结果。图7显示了仿真1s 得到的时域波形，该时域波形反映了信号经过多径衰落信道传输，1s内信宿接收到的信号幅值的变化情况。可以看到信号幅值随时间发生剧烈变化(衰落)，最高幅值和最低幅度之间相差超过了40dB。 经过局部放大，可以看到如图8所示的细节。从图8可以看到信号幅值的波动具有一定的周期规律，相邻的深衰落之间的时间间隔比较稳定，经过测量大致是0.006s，对应33.33m/s的信宿移动速度，信宿大致移动了20cm，对应900MHz的载波频率，20cm大致相当于1/2波长。 图7 经过多径衰落信道接收到的信号幅值 图8 图7的局部 恒定幅度信号经过多径衰落信道后幅值统计结果如图9所示， 图9 直方图统计结果 七. 实验数据处理方法 图像法 八. 参考文献 (1)现代通信原理实验及仿真教程 何文学,金争,景艳梅,毛慰民编著 (2)现代通信技术讲义 ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt (3)通信原理(第六版)樊昌信,曹丽娜编著 九(思考题 9.1 综述无线多径衰落信道的特征及其产生机理。 答:在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影响，使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到达的电磁波，这种现象就是多径效应。这些不同路径到达的电磁波射线相位不一致且具有时变性，导致接收信号呈衰落状态;这些电磁波射线到达的时延不同，又导致码间干扰。若多射线强度较大，且时延差不能忽略，则会产生误码，这种误码靠增加发射功率是不能消除的，而由此多径效应产生的衰落叫多径衰落，它也是产生码间干扰的根源。 9.2 分析仿真中各模块的作用并结合实验内容得出相关结果，综述你的见解。 答:仿真模型中左上角四个Constant模块以及一个Divide模块实现了最大 多普勒频移的计算，即 =。Constant1为信宿的移动速度取2,,fc,vmc 33.33，Constant2为载波频率，Constant3为光速f,900MHzmsc82,, Constant4为，Divide模块实现了以上数据的乘除;Rampc,3，10ms 模块为一个斜率为1的斜坡函数和Zero-Order Hold模块为一个零阶采样保 持器，这两个模块可以按照后续模块需要的采样速率得到时间t;每一个 Subsystem模块中，都是一个无线路径的仿真模型，最后通过Sum模块求和再 经Abs模块、Math Function模块、Gain模块、Scope模块和Histogram模块、 Vector Scope模块进行统计和显示功能的实现。 仿真结果的时域波形反映了信号经过多径衰落信道传输，1s内信宿接收到的信号幅值的变化情况。可以看到信号幅值随时间发生剧烈变化即衰落，最高幅值和最低幅度之间相差超过了40dB。经局部放大可以看到信号幅值的波动具有一定的周期规律，相邻的深衰落之间的时间间隔比较稳定，经过测量大致是0.006s，对应33.33m/s的信宿移动速度，信宿大致移动了20cm，对应900MHz的载波频率，20cm大致相当于1/2波长。 十(实验总结 通过本次实验可知若要得到随机一个数可用rand随机产生;此外，可以得到的时域波形，该时域波形反映了信号经过多径衰落信道传输，1s内信宿接收到的信号幅值的变化情况。可以看到信号幅值随时间发生剧烈变化(衰落)，最高幅值和最低幅度之间相差超过了40dB。 教师评语及评分: 签名: 年 月 日