南昌大学实验报告
学生姓名： 学 号： 专业班级：
实验类型：□ 验证 蒸煮炉□ 综合 设计 □ 创新 实验日期： 2018/6/16 实验成绩：
一、实验名称
二、实验目的
1、熟悉4G设备
3、掌握移动多径信道特性及信道模型
4、掌握不同信道衰落条件下对传输信号误码率的影响;
三、实验原理
1、信道分类
瑞利信道就是没有直射路径信号到达接收端的，主要用于描述多径信道和多普勒频移现象 莱斯信道是当移动台与间存在直射波信号时，即有一条主路径，通过主路径传输过来被接收的信号为一个稳定幅度Ak和相位φk，其余多径传输过来的信号仍如“瑞利衰落概率模型”所述。
高斯信道(AWGN)主要是加性高斯白噪声，用于描述恒参信道，例如卫星通信，光纤信道，同轴电缆等等
2、损耗分类：
（1）、路径传播损耗
电波在空间传播所产生的损耗。它反映出传播在宏观大范围（千米量级）的空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势。路径损耗在有线通信中也存在。
（2）、慢衰落损耗
它主要是指电磁波在传播路径上受到建筑物等的阻挡产生的阴影效应而产生的损耗，它反映了在中等范围内（数百波长量级）的接收信号电平平均值起伏变化的趋势。 这类损耗一般为无线传播所特有的。它服从对数正态分布，其变化率比传送信息率慢，故称为慢衰落。 （3）、快衰落
它反映微观小范围（数十波长以下量级）接收电平平均值的起伏变化趋势。它一般服从瑞利、莱斯、纳卡伽米分布，其变化速率比慢衰落快，故称快衰落。快衰落又可分为：空间选择性快衰落、频率选择性快衰落与时间选择性快衰落。
3、效应分类
（1）、阴影效应
由大型建筑物和其它物体的阻挡，在电波传播的接收区域中产生传播半盲区。它类似于太
阳光受阻挡后可产生的阴影，光波的波长较短，因此阴影可见，电磁波波长较长，阴影不可见，但是接收终端(如手机)与专用仪表可以测试出来。
（2）、远近效应
由于接收用户的随机移动性，移动用户与之间的距离也是在随机变化，若各移动用户发射信号功率一样，那么到达时信号的强弱将不同，离近者信号强，离远者信号弱。通信系统中的非线性将进一步加重信号强弱的不平衡性，甚至出现了以强压弱的现象，即离较远的用户产生掉话(通信中断)现象，通常称这一现象为远近效应。
（3）、多径效应
由于接收者所处地理环境的复杂性、使得接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同建筑物反射过来以及绕射过来的多条不同路径信号。而且它们到达时的信号强度，到达时间以及到达时的载波相位都是不一样的。所接收到的信号是上述各路径信号的矢量和，称这类自干扰为多径干扰或多径效应。
（4）、多普勒效应
它是由于接收用户处于高速移动中比如车载通信时传播频率的扩散而引起的，其扩散程度与用户运动速度成正比。这一现象只产生在高速(≥70km/h)车载通信时，而对于通常慢速移动的步行和准静态的室内通信，则不予考虑。
4、瑞利分布模型
在移动无线信道中，瑞利模型是常见的用于描述平坦衰落信号或独立多径分量接收包络统计时变特性的一种经典模型。瑞利分布是一个均值为0，方差为σ^2的平稳窄带高斯过程，其包络的一维分布是瑞利分布，其表达式及概率密度如图1所示。瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接受包络统计时变特性的一种分布类型。两个正交高斯噪声信号之和的包络服从瑞利分布
图 1 瑞利分布函数
5、Ricean模型
当接收端存在一个主要的静态（非衰落）信号时，如 LOS 分量（在郊区和农村等开阔区域中，接收端经常会接收到的）等，此时接收端接收的信号的包络就服从莱斯分布。在这种情况下，从不同角度随机到达的多径分量迭加在静态的主要信号上，即包络检波器的输出端就会在随机的多径分量上迭加一个直流分量。当主要信号分量减弱后，莱斯分布就转变为瑞利分布。
图 2 K=5dB莱斯分布公式与图形
6、高斯模型
常指加权高斯白噪声信道。这种噪声假设为在整个信道带宽下功率谱密度（PDF）为常数，并且振幅符合高斯概率分布。高斯信道对于评价系统性能的上界具有重要意义，对于实验中定量或定性地评价某种调制方案、误码率性能等有重要作用。
图 3 高斯分布的公式与图形
四、实验内容
结合理论课讲解基于Matlab建立不同信道模型：高斯信道、Rayleigh信道，泊车系统Recian信道及多径衰落信道模型，分析差别。
五、实验步骤
1、4G主要组成板件与每块板件的作用
pppd-287板件 | 选项 | 功能 |
UMPT | 必配 | 主控板，均含高灵敏度星卡 |
LBBP | 集束天线必配 | 实现LTE基带信号处理功能 |
FAN | 必配 | BBU风扇，用于BBU单板的散热 |
鼠标跟随UPEU | 必配 | 电源和监控板：支持电源均流，把–48 V DC abs082转换成+12 V DC ；提供8路干结点信号接口和2路RS485信号接口 |
UEIU | 选配 | 环境监控板：提供8路干结点信号接口和2路RS485信号接口 |
GTMU | 选配 | GSM主控板。GL场景下，需要配发。默认配发GTMUb单板 |
| | |
2、高斯信道模型
产生高斯信号：
-------------------------------------------------------------
function H = Gauss_model(std_val,N)
% Gauss_model Channel Model
% std_val 方差
H = sqrt(std_val)*randn(N,1);
-------------------------------------------------------------
绘图：
-------------------------------------------------------------
% Gauss model 高斯
std_val = 0.2; % 方差=0.2;均值=0
Gauss_ch = Gauss_model(std_val, N);
% 直方图的纵轴为频次，概率密度的纵轴为频率，但两者大致的分布曲线是一样的
[temp, x] = hist(abs(Gauss_ch), level);
plot(x, temp, 'k-s');
-------------------------------------------------------------
3、瑞利信道模型
产生瑞利信号：
-------------------------------------------------------------
function H = Ray_model(L)
% Rayleigh Channel Model
H = (randn(1,L) + j*randn(1,L))/sqrt(2); % 能量为 1
-------------------------------------------------------------
绘图：
-------------------------------------------------------------
% Rayleigh model 瑞利
Rayleigh_ch = Ray_model(N); % 获得瑞利信道函数
[temp,x] = hist(abs(Rayleigh_ch(1,:)), level); % hist结果是落入每个区间的个数
plot(x, temp, 'b-o');
-------------------------------------------------------------
4、莱斯信道模型
产生莱斯信号：
-------------------------------------------------------------
function H = Ric_model(K_dB,L)
% Ric_model Channel Model
K = 10^(K_dB/10);
H = sqrt(K/(K+1)) + sqrt(1/(K+1))*Ray_model(L);
-------------------------------------------------------------
绘图：
-------------------------------------------------------------
% Rician model 莱斯
K_dB = 5;
Rician_ch = Ric_model(K_dB, N);
[temp, x] = hist(abs(Rician_ch), level);
plot(x, temp, 'r-^');
-------------------------------------------------------------
5、效果
六、思考及体会
无线信道模型是对无线信道的一个抽象描述，它能够很好的反映实际环境中信号的传输规律，为无线网络的规划优化、无线系统的设计、测试和定型提供重要的参考依据。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议