实验七 多径衰落信道

实验七 多径衰落信道 通信系统综合设计实验 实验七 多径衰落信道 班级: 通信工程08级 姓名: 徐欢 学号: 1070408014038 实验七 多径衰落信道 一、实验 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 (1)了解多径衰落信道对传输信号的影响; (2)记录实验数据(表7-1); (3)撰写实验报告。 二、实验原理 按照传输介质形态的不同，可以将信道分为有线信道和无线信道两种。相比较而言，无线信道要复杂得多;因此，我们有必要对无线信道的理论模型作重点研究。 本次实验将对最常用的无线信道模型——Rice信道(包括Rayleigh信道)进行仿真。Rice信道模型经常用于仿真由一个直射路径和多个散射路径共同产生的幅度衰落，通常假设这些路径的延迟远远小于信号的符号宽度;这样，我们可以在接收端精确地估计信号相位，从而只需考虑信号的幅度衰落。由此，一个信号经过Rice信道后的输出可以表示为: xtyt，，，， ytxtzt,，，，，，， 其中是幅度衰落因子，服从Rice分布，可以表示为: zt，， 22ztxtAxt,，，，， ，，，，，，12，， 这里xt和Axt，分别为的正交分量和同相分量，并且xt和xt均为zt，，，，，，，，，，1212 2N0,,服从分布的高斯随机变量，A是接收到的直射信号的幅度。 ，， 我们对衰落信号的功率进行归一化处理: 22 A，,21, 并且定义衰落因子为直射信号与散射信号的功率之比: 2A K,22, 由此，可以得到以下关系式: AKK,，1，， ,,，121K，， 由上式可知，时为无直射波的纯散射信道(即Rayleigh信道)，时是K,,K,0 简单的直射信道(无衰落)。 在一般情况下，如果要考虑路径时延，那么信号经过多径衰落信道后的xt，，输出可以表示为: yt，， N ytcxtcxt,，,,，，，，，，,0kk,k1 其中为散射路径数;、分别为直射信号和散射信号的幅度系数，服从cccN0kk 2方差为的Rayleigh分布;为散射信号的时延，服从上的均匀分布，,0,,,,,,kmm为最大时延。 同样地，我们对衰落信号的功率进行归一化处理: 22 cN，,,10 衰落因子定义为 2c0 ,K2,N 可以得到 cKK,，1，，0 ,,，11NK，， 三、实验参数 本次实验将原始数字基带信号调频后分别送入普通高斯白噪声信道、Rice 信道和一般多径衰落信道，经解调后观察对比三种信道下系统的误码率。实验过 程中用到以下三种主要图标: (1)Rice Channel 功能:Rice信道模型。 参数: Correlation Time(相关时间，表征信号衰落的快慢，相关时间越短，信号衰 落越快); K-Factor(K因子，即直射信号与散射信号的功率之比)。 (2)Multipath Channel 功能:一般多径衰落信道模型。 参数: Number of Paths(传播路径数); Max Delay(各传播路径的最大时延); K-Factor(K因子，即直射信号与散射信号的功率之比)。 (3)BER Counter 功能:误码率计算器。 参数: Number of Trials(实验比特数，即计算误码率时取的总比特数); Threshold(判断正误时的阈值); Offset(计算误码率的起始时间)。 输入: 待检信号; 参照信号。 输出: BER(误码率); Cumulative Average(累计平均误码率); Total Errors(误码总数)。 原理: 设仿真比特数为，实验比特数为N，且有NmNN,,，，0,,NN。Noocco 该图标将输入的待检信号先取第1组N比特与参照信号逐个对照，检出错误比o 特数为N，则误码率为NN;然后再取第2组N比特，得到误码率NN;e1eo1oeo2 m N,eii,1依次进行，直至得到第组的误码率;则累计平均误码率为。 NNmemo,mNo 注意: 该图标对输入的待检信号和参照信号作比较时，默认一个系统采样值对应一比特;因此，如果信号的比特率和系统采样率不一致时，要先对信号按比特率重新采样，然后再送入BER Counter图标。 以下是本次实验选取的一组参数，仅供参考。 系统定时 Start Time (sec) 0 Stop Time (sec) 65.535 No. of Samples 65536 Sample Rate (Hz) 1.e+3 No. of System Loops 4 图标参数 序号 参数 序号 参数 1 Source: PN Seq 8 Comm: MFSK Amp = 500.e-3 v Continuous Offset = 500.e-3 v Amplitude = 1 v Rate = 10 Hz No. Tones = 2 Levels = 2 Min Freq = 20 Hz Phase = 0 deg Freq Step = 20 Hz Rate = 10 Hz Min Input = 0 v Max Input = 1 v RTDA Aware = Full 9 Comm: FSK Demod 15 Comm: BER Rate No. Tones = 2 No. Trials = 500 bits Symbol Rate = 10 Hz Threshold = 500.e-3 v Low Freq = 20 Hz Offset = 100.e-3 sec Freq Spacing = 20 Hz Output 0 = BER t20 RTDA Aware = Full Output 1 = Cumulative Avg Output 2 = Total Errors 18 Operator: Delay 23 Operator: Sampler Non-Interpolating Interpolating Delay = 100.e-3 sec Rate = 10 Hz Output 0 = Delay t23 Aperture = 0 sec Output 1 = Delay - dT Aperture Jitter = 0 sec 在本次实验中，我们可以给三种信道分别取不同的参数进行仿真，并记录相应的误码率数据(如表7-1)。另外，由于系统中存在诸多随机信号(如信号源、噪声等)，所以，对于每一组参数可以进行多次仿真，然后选取其中一次较为合理的结果加以记录。 四、实验过程 注意:在本次实验中，FSK解调(图标9、图标10、图标11)会产生时延;因此，应将源信号延迟相同的时间(图标18)，然后再送入误码率图标，同时，计算误码率的起始时间(Offset参数)也要相应后移。 五、实验结果 表7-1 不同参数下的误码率 信道 参数 第1组 第2组 第3组 第4组 Std Deviation (v) 0.4 0.6 0.8 1.0 高斯 Mean (v) 0 0 0 0 噪声 信道 Cumulative Average Corr Time (s) 0.10 0.15 0.20 0.25 Rice K-Factor 1 1 0.75 0.75 信道 Cumulative Average No. Paths 2 2 3 3 多径 Max Delay (s) 0.10 0.15 0.20 0.25 衰落 K-Factor 1 1 0.75 0.75 信道 Cumulative Average 通信系统综合设计实验 实验七 多径衰落信道 班级: 通信工程08级 姓名: 薛娜 学号: 1070408014032 通信系统综合设计实验 实验七 多径衰落信道 班级: 通信工程08级 姓名: 马丽 学号: 1070408014025