移動通信瑞利衰落信道建模及仿真

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1、移動通信瑞利衰落信道建模及仿真信息與通信工程學院09211123班09212609蔣礪思摘要：首先分析了移動信道的表述方法和衰落特性，針對瑞利衰落，給出了Clarke模型，并闡述了數(shù)學模型與物理模型之間的關(guān)系，詳細分析了Jakes仿真方法，并用MATLAB進行了仿真，并在該信道上實現(xiàn)了OFDM仿真系統(tǒng)，仿真曲線表明結(jié)果正確，針對瑞利衰落的局限性，提出了采用Nakagami-m分布作為衰落信道物理模型，并給出了新穎的仿真方法。關(guān)鍵詞：信道模型；Rayleigh衰落；Clarke模型；Jakes仿真；Nakagami-m分布及仿真5.1-9,,services,andmakethecitym

2、oreattractive,strengtheningpublictransportinvestment,establishedasthebackboneoftheurbanrailtransitmulti-level,multi-functionalpublictransportsystem,thusprotectingtheregionalpositionandachieve一．引言隨著科學技術(shù)的不斷進步和經(jīng)濟水平的逐漸提高，移動通信已成了我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚谋貍淦?。然而，移動通信中的通話常常受到各種干擾導致話音質(zhì)量的不穩(wěn)定。本文應用統(tǒng)計學及概率論相關(guān)知識對移動通信的信道進行建模

3、仿真和詳盡的分析。先來談談移動通信的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢。所謂通信就是指信息的傳輸、發(fā)射和接收。人類通信史上革命性的變化是從電波作為信息載體（電信）開始的，近代電信的標志是電報的誕生。為了滿足人們隨時隨地甚至移動中通信的需求，移動通信便應運而生。所謂移動通信是指通信的一方或雙方處于移動中，其傳播媒介是無線電波，現(xiàn)代移動通信以Maxwel1理論為基礎(chǔ)，他奠定了電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律；起源于Hertz的電磁輻射，他認識到電磁波和電磁能量是可以控制發(fā)射的，而Marconi無線電通信證實了電磁波攜帶信息的能力。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，開始了建立公用移動通信系統(tǒng)階段。這第一代移動通信系統(tǒng)最大缺點是采用模擬

4、技術(shù)，頻譜利用律低，容量小。90年代初，各國又相繼推出了GSM等第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)，其最大缺點是頻譜利用率和容量仍然很低，不能經(jīng)濟的提供高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務，不能有效地支持Internet業(yè)務。90年代中期以后，許多國家相繼開始研究第三代移動通信系統(tǒng)，目前，我國及其他國家已開始了第四代移動通信的研究。相比之前的系統(tǒng)，3G或4G有以下一些特點：1.系統(tǒng)的國際通用性：全球覆蓋和漫游。2.業(yè)務多樣性，提供話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務，支持高速移動。3.頻譜效率高，容量大。4.提供可變速率業(yè)務，具有QoS保障。在3G或4G的發(fā)展中，一個核心問題就是系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸與信道衰落之間的矛盾。從后面的分

5、析中，我們會看到多徑衰落是影響移動通信質(zhì)量的重要因素，而高速數(shù)據(jù)傳輸和移動終端高速移動會加劇多徑衰落，因此，抗衰落是3G或4G的重要技術(shù)，對移動信道的研究是抗衰落的基礎(chǔ)，建模及仿真是研究衰落信道的基本方法之一。5.1-9,,services,andmakethecitymoreattractive,strengtheningpublictransportinvestment,establishedasthebackboneoftheurbanrailtransitmulti-level,multi-functionalpublictransportsystem,thusprotectin

6、gtheregionalpositionandachieve再來看看移動通信系統(tǒng)組成及移動信道特點。移動通信組成如圖（1）所示，包括信源、信道、信宿，無線信道是移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，無線電波通過開放的空間傳播，其間可以遇到多個障礙物（如建筑物、樹木、山峰等）而發(fā)生反射、折射、繞射、散射，形成電波傳播的多條途徑，使接收端的到達波中包含多個具有不同到達時間和相位的波，它們迭加，導致接收信號衰落和畸變，這就是移動信道的多徑衰落。移動信道的另一大特點是具有隨機調(diào)頻特性。隨機調(diào)頻是指，在通信過程中，由于通信實體的快速移動，引起多普勒頻移，使接收信號的載波頻率相對發(fā)射信號發(fā)生偏移，收、發(fā)不同頻

7、，從而影響通信質(zhì)量，由于通信實體的運動具有不確定性，所以我們稱為隨機調(diào)頻?？梢姡ㄐ判盘柾ㄟ^移動信道要衰落，信道性能直接決定通信的容量和質(zhì)量，根據(jù)信道特征設(shè)計通信系統(tǒng)（如調(diào)制制度、編解碼方式、重傳協(xié)議及TCP/IP協(xié)議）是大多數(shù)通信系統(tǒng)采取的方式。因此，研究移動信道的特性，對提高移動通信系統(tǒng)的性能具有重要意義。圖（1）通信系統(tǒng)組成最后看看研究移動信道的方法。研究移動信道的方法有二：1.實測法，利用現(xiàn)有儀器設(shè)備（如場強儀）在接收端對已