数字通信信道仿真

数字通信信道仿真东南大学研究生院李孟柱-113144数字通信信道仿真第一部分：多径传播仿真这部分主要用MATLAB 图形用户界面设GUI来进行仿真一：多径传播如果设发射波为f(x)是单频信号f x=A cosω0x接收端接收到的信号为：R x=μiMi=1t cosω0t−τi t=μiMi=1t cosωc t+Φi t此式又可以写成：t=μi t cosΦi t cosωc t Mi=1−μi tMi=1sinΦi t sinωc t=X c t cosωc t−X s t sinωc t=V T cosωC t+Φt其中：X C t=μi t cosΦi tMi=1X s t=μi t sinΦi tMi=1V t是R t的包络，V t=X c2+X S2T 1 2Φt是R t的相位，Φt=tan X S c我们这里仅以一个正弦信号，经过两条路径，不同延时后合成新信号，加以观察：建立GUI界面，如下图：在callback函数中添加如下代码：function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) t=0:0.1:10;y=sin(t)+4;plot(t,y)hold onxlabel('variablex');ylabel('variabley');text(2,4.5,'y=sin(t)')% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % --- Executes on button press in pushbutton2.function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)t0= str2double(get(handles.edit1, 'String'));t=0:0.1:10;y=sin(t-t0)+2;plot(t,y)hold onxlabel( 'variable x');ylabel('variable y');text(1,3,'y=sin(t-t0)');% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % --- Executes on button press in pushbutton3.function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)t0= str2double(get(handles.edit1, 'String'));t=0:0.1:10;y=sin(t+t0);plot(t,y)hold onxlabel('variable x');ylabel('variable y');text(1,1,'y=sin(t+t0)');% hObject handle to pushbutton3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % --- Executes on button press in pushbutton4.function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)t0= str2double(get(handles.edit1, 'String'));t=0:0.1:10;y=sin(t+t0)+sin(t-t0)-2;plot(t,y)hold onxlabel('variable x');ylabel('variable y');text(6,-1,'y=sin(t-t0)+sin(t+t0)');% hObject handle to pushbutton4 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)运行程序：在一个界面上产生波形如下，这里延时设为t0=1：二：频率选择性衰落1.随参信道特点：(与恒参信道相对应) （1）、对信号的衰耗随时间而变; （2）、传输的时延随时间而变; （3）、多径传播(引起选择性衰落效应,对通信危害极大 2．两径传播模型如下：模型的传递特性为：012(1+)()()j t j H e e H H ωωτωωω--=0（）=V式中：01j t H e ωω-0（）=V 21+j H e ωτω-（）= 0V 是传输衰减，为某一确定值 0t 是固定的时延τ是两条路径的时延差可将结果H ω（）看成是两个线性网络的级联，即：12()()H H H ωωω=（）其中：显然01j t H e ωω-0（）=V 满足无失真传输条件。

关键是讨论2()H ω的幅频特性。

对其进行整理，有21+j H e ωτω-（）=22cos2jeωτωτ-=22cos 2H ωτω=（）02cos2H V ωτω=（）这里我们主要基于二径,三径, 四径三个，通过仿真，看频率衰落的情况，其中延时我们在这里设为1GUI界面如下：在callback函数中添加如下代码：function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)V0= str2double(get(handles.edit1, 'String'));t=0:0.1:4;y=V0*abs(cos((t*pi)/2));plot(t,y)xlabel('x/π/τ');ylabel('y');text(2.5,1.9,'y=V0.|cosωτ/2|');% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% --- Executes on button press in pushbutton2.function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)V0= str2double(get(handles.edit1, 'String'));t=0:0.1:4;y=sqrt((1+cos(t*pi)+cos(2*pi*t)).*(1+cos(t*pi)+cos(2*pi*t))+(sin(pi*t)+sin(2*pi*t)).*(sin(pi*t)+sin(2*pi*t)));plot(t,y)xlabel('x/π/τ');ylabel('y');text(2.5,2.6,'y=V0.|1+e^{-jωτ}+e^{-j2ωτ}|');% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% --- Executes on button press in pushbutton3.function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)V0= str2double(get(handles.edit1, 'String'));t=0:0.1:4;y=V0*sqrt((1+cos(t*pi)+cos(2*pi*t)+cos(3*pi*t)).*(1+cos(t*pi)+cos(2*pi*t)+cos(3*pi *t))+(sin(pi*t)+sin(2*pi*t)+sin(3*pi*t)).*(sin(pi*t)+sin(2*pi*t)+sin(3*pi*t)));plot(t,y)xlabel('x/π/τ');ylabel('y');text(2.3,7.5,'y=V0.|1+e^{-jωτ}+e^{-j2ωτ}+e^{-j3ωτ}|');设置电压V0=2，运行程序，点击分别按钮分别可以得到在二径，三径，四径情况下，频率选择衰落的情况。

二径：三径：四径：第二部分：几种调制信道仿真典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成，其下图所示这部分主要借助MATLAB simulink中的一些模块完成。

用到的主要模块介绍如下：1.Bernoulli Binary Generator来模拟基带信号发生器。

其中主要参数的含义为：Probability of a zero ：产生的信号中0 符号的概率，在仿真的时候一般设成0.5，这样便于频谱的计算；Initial seed ：控制随机数产生的参数，要求不小于30，而且与后面信道中的Initial seed 设置不同的值；Sample time：抽样时间，这里指一个二进制符号所占的时间，用来控制号发生的速率，这个参数必须与后面调制和解调模块的Symbol period 保持一致。