MATLAB 通信仿真设计指导书
一．设计导读
1、设计目的
由于多径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散，如时间散、频率散、角度散等等，因此多径信道的特性对通信质量有着至关重要的影响，而多径信道的包络统计特性成为我们研究的焦点。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、莱斯分布和Nakagami-m分布。在设计中，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。 2、仿真原理
（1）瑞利分布简介
环境条件：
通常在离较远、反射物较多的地区，发射机和接收机之间没有直射波路径，存在大量反射波；到达接收天线的方向角随机且在（0~2π）均匀分布；各反射波的幅度和相位都统计独立。
幅度、相位的分布特性：
包络 r 服从瑞利分布，θ在0～2π内服从均匀分布。瑞利分布的概率分布密度如图1所示：
图1 瑞利分布的概率分布密度
根据ITU-RM.1125标准，离散多径衰落信道模型为
(1)
其中,复路径衰落，服从瑞利分布; 是多径时延。 多径衰落信道模型框图如图2所示：
图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
（2）
上式中，、分别为窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。
首先产生独立的复高斯噪声的样本，并经过FFT后形成频域的样本，然后与S（f）开方后的值相乘，以获得满足多普勒频谱特性要求的信号，经IFFT后变换成时域波形，再经过平方，将两路的信号相加并进行开方运算后，形成瑞利衰落的信号r(t)。如下图3所示:
图3 瑞利衰落的产生示意图
其中，
（3）
（4）产生多径延时
多径/延时参数如表1所示：
表1 多径延时参数
Tap | Relative delay (ns) | Average power (dB) |
1 | 0 | 0 |
2 | 310 | -1.0 |
3 | 710 射频识别设备 | -9.0 |
4 | 1 090 | -10.0 |
5 | 1 730 | -15.0 |
6 | 2 510 | -20.0 |
| | |
3、仿真框架
根据多径衰落信道模型（见图2），利用瑞利分布的路径衰落r(t)（见图3）和多径延时参数（见表1），我们可以得到多径信道的仿真框图，如图4所示；
图4 多径信道的仿真框图
4、参考仿真结果
（1）多普勒滤波器的频响
图5多普勒滤波器的频响
（2）多普勒滤波器的统计特性
图6 多普勒滤波器的统计特性
（3）信道的时域输入/输出波形
图7信道的时域输入/输出波形
乙基氯化物二、设计任务
（1）查资料，了解瑞利衰落信道模型的分类，结合某种模型，掌握瑞利分布的多径信
道仿真原理，用MATLAB仿真实现瑞利分布的多径信道的仿真；平面度怎么测量
（2）根据已学的知识，实现一种基带信号的模拟调制并做出仿真；
（3）结合（1）步和（2）步，观察已调信号通过瑞利信道后的时域波形图和频谱图。
（4）对仿真结果做适当分析。
MATLAB 仿真程序要求：
（1）参数设计准确、合理；
（2）关键语句加注释；
（3）仿真结果正确，图形清晰；
三、部分参考仿真代码
%main.m
clc;
LengthOfSignal=10240; %信号长度(最好大于两倍fc)
fm=512; %最大多普勒频移
fc=5120; %载波频率
金属磷化t=1:LengthOfSignal; % SignalInput=sin(t/100);
SignalInput=sin(t/100)+cos(t/65); %信号输入
delay=[0 31 71 109 173 251];
power=[0 -1 -9 -10 -15 -20]; %dB
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y_in=[zeros(1,delay(6)) SignalInput]; %为时移补零
y_out=zeros(1,LengthOfSignal); %用于信号输出
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