(完整word版)基于Matlab的无线信道仿真 (2).docx

基于 Matlab 的无线信道仿真 无线信道仿真在无线通信系统中扮演着至关重要的角色。随着无线通信业务和新兴宽带移动互联网接入业务的快速增长，对无线通信系统的优化显得尤为重要。无线信道的仿真可以帮助我们更好地理解无线信道的特性，从而设计一个高性能和高频谱效率的无线传输技术。 无线信道的特征之一是衰落，分为大尺度衰落和小尺度衰落。大尺度衰落主要在移动设备通过一段较长的距离时体现，它是由信号的损耗（长距离传播）和大的障碍物（如建筑物、中间地形和植物）形成的阴影所引起的，一般分为路径损耗和阴影衰落。小尺度衰落是指当移动台在较短距离内移动时，由多条路径的相消或相长干涉所引起信号电平的快速波动，主要表现为多径衰落。 大尺度衰落模型主要研究电波传播在时间、空间、频率范围内平均特性。常用的大尺度衰落模型有自由空间模型、对数距离路径损耗模型、Hata-Okumura 模型等。自由空间模型是指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射，传播路径上没有障碍物阻挡，到达接收天线的地面反射信号场强也可以忽略不计。 对数距离路径损耗模型与自由空间路径损耗一样，在其他所有实际环境中，平均接收信号功率随距离呈对数方式减小。通过引入随着环境而改变的路径损耗指数，可以修正自由空间模型，从而构造出一个更为普遍的路径损耗衰落模型。 Hata-Okumura 模型是另一个常用的大尺度衰落模型。Okumura 模型的特点是：以大城市地区准平坦地形的场强中值路径损耗作为基准，对于不同的传播环境和地形条件等因素用校正因子加以修正。Hata 模型仍然保留了 Okumura 模型的风格，以市区传播损耗为标准，其他地区在此基础上进行修正。 在 Matlab 中，可以使用以下代码来模拟大尺度衰落： ```matlab % 定义自由空间模型参数 d = 100; % 距离（米） f = 2.4e9; % 频率（赫兹） Gt = 1; % 发射端天线增益 Gr = 1; % 接收端天线增益 c = 3e8; % 光速（米/秒） % 计算自由空间模型中的路径损耗 L = 4 * pi * d * f / c; % 定义对数距离路径损耗模型参数 n = 2; % 路径损耗指数 d0 = 1; % 参考距离（米） % 计算对数距离路径损耗模型中的路径损耗 L = 10 * n * log10(d / d0); % 定义 Hata 模型参数 f = 2.4e9; % 频率（赫兹） Hb = 30; % 基站天线高度（米） Hm = 1.5; % 移动台天线高度（米） a = 3.5; % 修正因子 % 计算 Hata 模型中的路径损耗 L = 69.55 + 26.16 * log10(f) - 13.82 * log10(Hb) + (44.9 - 6.55 * log10(Hb)) * log10(d) - a; ``` 这些模型可以帮助我们更好地理解无线信道的特性，从而设计一个高性能和高频谱效率的无线传输技术。但是，需要注意的是，这些模型都是基于理想化的假设，实际环境中可能会存在许多不确定性，需要通过实际测量和实验来校正和改进这些模型。