移动通信课程设计

移动通信课程设计

题目： Rayleigh信道衰落的无线通信系统的设计及仿真（ASK循环码）

学院计算机与通信工程学院

专业通信工程___________

学号 20135854___________

姓名李丹丹_____________

指导老师 _____________

2016年11月

数字处理系统课程设计与实践评分表

评分项目得分

报告书写

及格式

具有题目、摘要、目录、正文、参考文献（5分）

正文格式、图、表、参考文献引用等正确，排版美观（5分）

基础原理

报告中应体现设计中的原理以及原理框图（5分）

设计目的和方法，实验结果的意义等表述清楚正确（5分）

功能设计及M 文件/现场演示应实现设计要求的功能，各个模块的设计参数清晰（10分）实验参量丰富（如滤波器类型、参数等）。（10分）

实验结果基本正确。（20分）

信号的波形、频谱、滤波器特性图等结果比较丰富。（10分）独立完成，不存在抄袭。（10分）

答辩/汇报

对所仿真系统原理的提问回答情况（10分）

对仿真过程提问的回答情况（10分）

总分

无线通信是当今社会最重要的通信方式之一。在进行无线通信系统的设计时,首先需要考虑的是信道的传输特性,因此无线衰落信道的建模与仿真研究对于无线通信有着重要的意义。在卫星移动通信系统、陆地移动通信系统中其电波传播方式主要以视距传播为主，由于多径和接收端运动等因素的影响，使得无线信道对接收信号在时间、频率和角度上造成色散，这种色散表现在接收信号幅度上就是所谓的信号衰落。因此，多径效应对通信质量有着至关重要的影响，根据不同的无线环境，接收信号包络一般服从几种典型分布，如瑞利分布、莱斯分布和Nakagami-m分布等。在设计中，专门针对线性分组码ASK调制服从瑞利分布的多径信道进行模拟仿真，并对其误码性能进行分析。

关键词：瑞利信道；ASK；线性分组码

前言

随着通信技术的高速发展，移动通信以其独特的优点，得到了广泛的应用，并且将在未来个人通信中，起到至关重要的作用，在移动通信系统中，由于用户的移动，接受信号不可避免地会受到多径衰落和阴影效应的影响。无线衰落信道的特性严重制约了无线通信系统的性能，发送端和接收端两之间的传播路径是随机变换的，具有非常复杂的识辨传播特性，由此对无线衰落信道的分析和预测也就非常困难。随着无线信道系统的升级，无线衰落信道的建模和仿真对于现在的无线通信系统的研发具有越来越重要的意义。

瑞利衰落信道是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，表现为“衰落”特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布。由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落。这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道，以及建筑物密集的城市环境。

第二章

2.1移动无线信道的概念

移动信道属于无线信道，是移动的动态信道，主要取决于用户所在地环境条件的客观存在，其信道参数是时变的。移动通信中的各类新技术都是针对移动信道的动态特性，为了解决有效性、可靠性和安全性设计的；了解移动信道的特点是解决移动通信关键技术的前提。移动信道具有下列特点：

(1)传播的开放性：无线信道是基于电磁波在空间的传播来实现开放式信息传输的；

(2)接收环境的复杂性：可将接收点地理环境分为3类典型区域，即城市繁华区、近郊区农村/远郊区；

(3)通信用户的随机移动性：准静态的室内用户通信、慢速步行用户通信、高速车载用户通信。

2.2移动无线信道基本理论

2.3移动无线信道的类型

在无线通信系统中，无线信道通常是利用信道的统计特性来分析和仿真的，一般来说，整个无线信道对信号产生的影响，可以分为以下三大类：

2.3.1 传播路径损耗模型

一般来说,可以把接收信号的功率或者传播路径的损耗看作一个随机变量,而传播路径损耗模型是用来描述接收信号的平均功率或是传播路径的平均损耗,平均功率会随着传播距离的增加而减少,而传播路径的损耗会随着传播距离的增加而增加,因此,这个随机变量是传播距离的函数,随着距离的改变,会有不同的平均值或中间值。这种模型中较常使用的模型有:自由空间传播模型、对数距离路径损耗模型、及Hata模型。

2.3.2 大尺度传播模型

这个模型是用来描述信号经过长距离传播的变化(几百个波长或更多波长),主要探讨各类地形与地物对传播信号所产生的遮蔽效应。遮蔽效应可以用一个随机变数来描述,大部分的文献都一致的假设:遮蔽效应会使接收到的信号功率呈现对数常态分布。对数常态遮蔽效应指的就是:在相同的传收距离下,不同接收机所接收到的信号强度(单位为dB)将呈现高斯或是常

态分布,这也就是说传播路径所造成的功率损耗(以dB为单位)是呈现高斯或是常态分布的,而且这个随机变数标准差的单位也是dB。大尺度传播中的衰落包括:信号经过一段距离时信号的平均衰落。以及大型物体(如山脉或摩天大楼)导致的信号衍射而产生的衰落,并且大尺度衰落的信号的平均功率是缓慢变化的。

第三章四种IIR滤波器的性能特点

3.1 巴特沃斯滤波器的性能特点

巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类，这种滤波器通带阻带内特性最为平坦，介质特性和相位特性都不错，对构成滤波器的器件要求也不严格，易于得到符合设计值的特性。它有高通，低通，带通，高通，带阻等多种滤波器。它在通频带内外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真，在调用MATLAB里的巴特沃斯滤波器做仿真时，信号总会在第一个周期略微有些失真，但往后的幅频特性就非常的好。

3.2 切比雪夫滤波器的性能特点

切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，但频率响应的幅频特性不如后者平坦。切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小，但是在通频带内存在幅度波动。根据频率响应曲线波动位置的不同，切比雪夫滤波器可以分为以下两种：

3.2.1 I型切比雪夫滤波器的性能特点

在通带（或称“通频带”）上频率响应幅度等波纹波动的滤波器称为“I型切比雪夫滤波器”

3.2.2 II型切比雪夫滤波器的性能特点

在阻带（或称“阻频带”）上频率响应幅度等波纹波动的滤波器称为“II 型切比雪夫滤波器”。也称倒数切比雪夫滤波器，较不常用，因为频率截止速度不如I型快，也需要用更多的电子元件。II型切比雪夫滤波器在通频带内没有幅度波动，只在阻频带内有幅度波动。