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基于MATLAB的移动衰落信道仿真毕业设计说明书.doc
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基于MATLAB的移动衰落信道仿真毕业设计说明书.doc
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江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
毕业论文(设计)原创性声明
本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设
计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文(设计)的
研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名: 日期:
毕业论文(设计)授权使用说明
本论文(设计)作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文(设计)
的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电
子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论
文(设计)进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文(设计)的全部或
部分内容。保密的论文(设计)在解密后适用本规定。
作者签名: 指导教师签名:
日期: 日期:
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
基于 MATLAB 的移动衰落信道仿真
摘要:本文基于 MATLAB 对移动衰落信道进行仿真。重点利用 JAKES 法对瑞利信
道进行了确定性模型仿真,对其功率谱密度和自相关函数进行了讨论。通过比较仿真模
型与参考模型,说明了仿真模型的正确性。同时,仿真结果表明,仿真结果的特性主要
取决于最大多普勒频移与谐波个数这两个参数。
关键词: 瑞利信道;功率谱密度;自相关函数;JAKES 法;最大多普勒频移
Mobile Fading Channel Simulation Based on MATLAB
Abstract: In this thesis, mobile fading channel is simulated based on MATLAB. It
mainly focuses on the deterministic model simulation of Rayleigh channel using JAKES
method, and its power spectral density and autocorrelation function are discussed. By
comparing the simulation model with the reference model, it demonstrates the correctness of
simulation models. At the same time, the simulation results indicate that the results are mainly
depending on following two parameters: the maximum Doppler frequency shifts and the
number of harmonic waves.
Keywords: Rayleigh channel; power spectral density;autocorrelation function;
Jakes method;maximum Doppler shift
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
目录
前言 ........................................................................................................1
第一章 绪论.........................................................................................................................2
1.1 研究背景及意义...........................................................................................................2
1.2 研究内容.......................................................................................................................2
第二章 无线信道的概念与特性......................................................................................3
2.1 移动无线信道的概念...................................................................................................3
2.2 移动无线信道基本理论...............................................................................................3
2.3 移动无线信道的类型...................................................................................................4
2.3.1 传播路径损耗模型.............................................................................................4
2.3.2 大尺度传播模型.................................................................................................4
2.3.3 小尺度传播模型.................................................................................................4
2.4 移动无线信道的衰落...................................................................................................5
2.5 瑞利衰落信道模型的实现...........................................................................................5
第三章 确定性信道过程的理论导论 ............................................................................8
3.1 确定性信道建模的原理...............................................................................................8
3.1.1 成形波器法..........................................................................................................8
3.2.2 正弦波叠加法......................................................................................................9
3.2 确定性过程的基本性质.............................................................................................11
第四章 确定性过程模型参数的计算方法...............................................................12
4.1 离散多普勒频率和多普勒系数的计算方法.............................................................12
4.2 多普勒相位的计算方法.............................................................................................15
4.3 确定性瑞利过程的衰落时间间隔.............................................................................16
第五章 JAKES 功率谱密度与自相关函数的性能分析 .........................................18
第六章 结束语 ....................................................................................................................23
参考文献................................................................................................................................24
致谢 .........................................................................................................................................25
附录 .........................................................................................................................................26
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
第 1 页 共 28 页
前言
现代移动通信的发展涉及通信信号与信道、分集接收机与最佳接收机、信源编码与
信道编码、数字调制与解调等多方面技术,而无线信道及信道建模构成了移动通信传输
技术的理论基础。广义上讲,移动无线信道属于随参信道,该信道的特性比恒参信道的
要复杂的多,对信号的影响也要严重的多。同时,移动无线信道也属于衰落信道,由于
电波传播的多样性无法用精确的数学模型来描述其信道模型,只能通过用数学上的随机
过程和和统计特性模型的方法建立无线电信号的传播环境来分析和仿真其实际的物理
信道,因此,移动衰落信道的建模、分析与仿真将为移动通信传输系统的设计与应用奠
定基础。
在移动通信中,由于障碍物阻挡了视距路径,发出的电磁波通常不能直接到达接收
天线。事实上,接收到的电磁波是由建筑物、树木及其它障碍物导致的反射、衍射和散
射而产生的来自不同方向的波叠加而成的。这种现象称为多径传播。由于多径传播和多
普勒效应的影响。接收机的运动还导致了到达天线的来波的频移(多普勒频移)。
通常瑞利过程适合用来对快衰落建模,本文重点研究用 JAKES 法对移动衰落信道进
行建模。
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
第 2 页 共 28 页
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
移动通信无疑是当下发展最快、应用最广和技术最前沿的通信领域之一。特别是
随着现代通信从第一代(1G)、第二代(2G)发展到第三代(3G)和后三代(B3G),以
及学术界和产业界已提出的研究开发第四代(4G)的技术与标准和第五代(5G)移动通
信系统的构想,极大地推动了移动通信技术的革命性发展步伐。同时,移动通信市场也
以前所未有的速度朝前推进,所提供的业务随着更高带宽的传输和更大系统的容量的实
现
[1]
。
现代移动通信的发展涉及通信信号与信道、分集接收机与最佳接收机、信源编码
与信道编码、数字调制与解调等多方面技术,而无线信道及信道建模构成了移动通信传
输技术的理论基础。移动无线信道属于衰落信道,由于电波传播的多样性无法用精确的
数学模型来描述其信道模型,只能通过用数学上随机过程和统计模型的方法建立无线电
信号的传播环境来分析和仿真实际物理信道,因此,移动衰落信道的建模、分析与仿真
将为移动通信传输系统的设计与应用奠定基础。
1.2 研究内容
本文重点研究确定性信道建模的原理,包括两种有色高斯随机过程建模的基本方法:
滤波法和莱斯法,确定性过程的基本性质,确定性过程模型参数(多普勒系数、离散多
普勒频率,多普勒相位)的计算方法。利用 MATLAB 对确定性瑞利信道进行仿真,并分
析最大多普勒频移、谐波函数个数等条件对仿真结果的影响。本次设计主要运用 JAKES
法计算确定性过程模型参数,从而建立信道仿真模型,同时给出信道仿真结果的自相关
函数及功率谱密度,并与理论值进行比较分析。
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