文档介绍：1、本题目设计的目的
通过对莱斯信道的仿真,学习理解了多径信道中由于多径产生的时延扩展所造成的码间串扰即频率选择性衰落,以及由于多普勒频移产生的时间选择性衰落即快衰落。掌握利用Matlab/Simulink软件进行QAM调制和通信信道的建模和分析方法。
2、本题目设计的内容
课题的主要内容( 黑体,四号)
16-QAM在莱斯信道下的分集接收(含三种)。三种接收方式主要是最大比值合并(MRC)、选择式合并(SC)和等增益合并(ERC)。
原理:根据信号论原理,若有其他衰减程度的原发送信号副本提供给接收机,则有助于接收信号的正确判决。这种通过提供传送信号多个副本来提高接收信号正确判决率的方法被称为分集。分集技术是用来补偿衰落信道损耗的,它通常利用无线传播环境中同一信号的独立样本之间不相关的特点,使用一定的信号合并技术改善接收信号,来抵抗衰落引起的不良影响。
我主要负责的内容是莱斯信道模型的搭建。莱斯信道可以看成瑞利信道再加一个主要的稳定的信号分量。瑞利
信道模型其实为一个复高斯函数,实部和虚部都为高斯随机噪声,但是它们之间相互独立,方差相等。合成的复函数的包络即服从瑞利分布。莱斯信道只需加一个直流分量即可。
设计方法
本课题采用MATLAB的SIMULINK搭建模块进行仿真。通信信道为简单的平坦单径莱斯衰落信道。主要的设计流程以及用到的模块如下:
信源:我们采用的是MATLAB中自带的模块伯努利随机数产生器,参数如图:
调制:
采用的是MATLAB/SIMULINK的“Rctangular QAM Modulator Baseband ”模块。采用的参数以及星座图如下:
星座图:
信道:当存在一个稳定的信号分量时,信号的包络分布服从莱斯分布。当接收信号中没有主导分量时,莱斯分布就变为瑞利分布。强主信号的存在使得接收信号从瑞利变为莱斯分布,当主信号进一步增强时,莱斯分布向高斯分布靠近。因此,莱斯分布可看成高斯信道和瑞利信道的叠加。即,信号一方面在高斯信道中传输,另一方面在瑞丽信道中传输,所接收的信号是两者的线性加权和。
这样仿真时只需先加一个瑞利信道,再加一个高斯信道,两者分别乘以不同的增益即可(瑞利的增益要比高斯的小的多,但高斯的增益也不能远大于瑞利,否则会变为高斯信道)。
瑞利信道:
采用单径平坦瑞利衰落信道。所以信道模型可以是一个复高斯函数。信道模型如下:
Gaussian Noise模块参数设置如下:
两个正交的高斯噪声模块的种子是不同的,所以它们之间是相互独立的。
莱斯信道(瑞丽信道加高斯信道):
高斯信道增益:
瑞利信道增益:
解调:
解调用的是MATLAB/SIMULINK的模块“Rctangular QAM Demodulator Baseband”,参数设置如下:
合并:有三种合并方法:最大比值合并(MRC)、选择式合并(SC)和等增益合并(ERC)。搭建的模块如下图所示:
最大比值合并(MRC)
选择式合并(SC)
等增益合并(ERC):
结论
仿真波形图如下:
3、参考文献
[1] Iskander