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1、毕业设计中期答辩通信系统信道研究与仿真 班级 ：电子C073班 姓名：张建平指导教师：姜霞答辩时间：2011年5月11日一、课题简介n信道的仿真方法很多，移动通信衰落信 道仿真模型的主要任务是尽可能真实地 模拟实际传输环境中传输信号可能发生 的变化。实际传输环境中,影响传输信号 的因素很多, 信道仿真模型是不可能真 正精确地模拟这其中每一个因素的，尽 管如此,仿真模型还是可以做到对影响传 输信号的几个主要的因素进行较为准确 的仿真。n建立无线信道仿真模型是很有意义的，其中 MATLAB的动态仿真软件SIMLINK提供了可视化的 系统仿真环境和多个模型库,在模型库中提供了 丰富的功能模块,采用模
2、块化设计,可以方便、灵 活地建立通用性较强的通信仿真模型。n针对本课题，其目的是进行信道的研究和仿真， 需要建立基于加性高斯白噪声信道(AWGN Channel)、多径瑞利衰落信道( Multipath Rayleigh Fading Channe1)、伦琴衰落信道( Rician Fading Channe1)三种综合信道仿真模块 ,利用Matlab工具箱进行衰落信道的误比特率性 能的仿真分析,并进行三者的比较。二、现阶段工作成果n对课题认识 1.对仿真工具的认识MATLAB 是一个功能强大的应用软件， 其中的动态仿真软件Simulink提供可视化 的系统仿真环境和多个模型库,Simulin
3、k提 供了专门用于显示输出信号的模块，可以 在仿真过程中随时观察仿真结果，同时， 通过Simulink的通信的存储模块，仿真数 据可以方便的保存在工作区和文件中。 2.对输入信号的认识n数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键 控记作BFSK。数字频移键控是用载波的频率来传送 消息，即用所传送的数字消息来控制载波的频率。 BFSK信号使用符号“1”对应于载频，而符号“0” 对应于载频（与不同的另一载频）的已调波形，且 与之间的改变是瞬间完成的。n原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可 用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲 序列对一个载波进行调频，是频移键控通信方式早 期采
4、用的实现方法。而BFSK键控法则是利用受矩形 脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源 进行选通。因为键控法的特点是转换速度快、波形 比较好、稳定度高而且易于实现，故应用广泛。 3.对信道的认识n 信道是通信系统的基本环节之一，是连接信源和信 宿的纽带，信道的传输质量直接影响着信号的接收 和解调，因此对于信道的研究意义深远。n通信系统的信道分为两大类：一类是有沿导线的电 磁波来传递信息的有线信道，另一种是用自由空间 的电磁波来传输信息的无线信道。无线信道包括地 波传播,短波电离层反射,超短波或微波视距中继,人 造卫星中继,散射及移动无线电信道等。因此，传输 媒质仍是讨论的重点，由于无线信道
5、中电磁波受到 反射、绕射、散射、多径传播、移动台的运动速度 、环境物体的移动速度以及信号的传输带宽等因素 的影响,无线信道的建模历来是无线通信系统中的难 点。 完成进度n加性高斯白噪声信道信道中的噪声干扰随机地与信号叠加，使数 字信号变形，这种噪声为加性噪声，信道中加 性噪声的出现及其大小都是随机的。很难通过 简单的计算方式预测某个时刻噪声信号的强度, 故从概率论的角度去分析噪声，若噪声的n 维 分布都服从高斯分布，这类噪声统称为高斯噪 声，它造成的误码前后无关，互为独立。噪声 的功率谱密度在整个频率范围内是均匀的(即是 一个常数)，则称之为白噪声。BitErrorRateTo Workspa
6、ceSelectorRandomIntegerRandom IntegerGeneratorM-FSKM-FSKModulatorBasebandM-FSKM-FSKDemodulatorBasebandError RateCalculationTxRxError RateCalculationAWGNAWGNChannel加性高斯白噪声信道模型整个信道模型由信源模块，信道模块和信宿 模块三部分组成，其中在信号源子系统建立 随机整数产生器和BFSK基带调制器模块，在 信宿子系统建立BFSK基带解调器、误码率计 算器、选择器和工作区模块，模型如下图所 示 误比特率与信噪比的关系曲线图 n多径瑞利
7、衰落信道 多径衰落是指在微波信号的传播过程中,由于受到地 面或水面反射和大气折射影响,会产生多个经过不同 路径到达接收机的信号,通过叠加后合成时变信号。 多径衰落可分为平坦性衰落和频率选择性衰落，后 者是我们学习和研究中经常讨论的。由于到达移动 台天线的信号不是单一路径的，而是许多路径的众 多反射波的叠加。而各个路径来的反射波到达时间 不同，相位也就不同，不同相位的多个信号在接收 端迭加，有时迭加加强（方向相同），有时迭加减 弱（方向相反）。因此，接收信号的幅度将急剧变 化，即产生了衰落。这种衰落是由多径引起的，所 以称之为多径衰落。服从瑞利分布时，也叫瑞利衰 落。 n信道模型由信号源子系统，
8、信宿子系统，多径瑞利衰 落信道子系统三部分组成。其中的多径瑞利衰落信道 子系统由瑞利衰落信道与加性高斯白噪声信道组合而 成，其余部分同高斯白噪声信道。完整多径瑞利衰落 信道模型 如下多径瑞利衰落信道模型多径衰落信道与高斯白噪声信道比较n伦琴衰落信道 在移动通信系统中，若发送端和接收端之间存 在着一条占优势的视距传输路径，这种信号就可 以模拟成为伦琴衰落信道。当发送端和接收端之 间既存在着视距传输路径LOS,又有多条反射路径 时，它们之间的信道可以同时用伦琴衰落信道模 块和锐利衰落信道模块来进行仿真。伦琴衰落信 道的一个重要参数是K因子，即视距传输路径能 量和反射路径的能量之间的比值。故K越大，
9、表 示发送端和接收端之间的视距传播路径的能量越 强；当K=0时，发送端和接收端之间不存在视距 传输路径，这时的伦琴衰落信道就演变成瑞利衰 落信道。 多径伦琴衰落信道模型 三、后续工作安排n在将上述需要解决的问题完成过后，本次课题基 本完成了任务，但是这样的毕业设计还远远不足 以满足要求。因此对于后期的工作安排，我想加 入一些难度，即改变输入信号的种类。在原来的 工作量中，主要比较：同一输入信号在不同的信 道中的特性，即相同输入信号信噪比下输出误码 率的比较、相同输出误码率下三种信道的信号信 噪比的大小。增加输入信号种类之后，还将进一 步比较，不同信号在同一信道中传输的误比特率 、新的输入信号在三种信道中传输性能的好坏。 谢谢各位老师！
