基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真
基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真
1、引言
MATLAB 仿真软件能很好的对数字通信系统进行模拟仿真，用户可以根据自己研究的
需要，通过使用不同的算法编写程序来构建能够满足一定仿真要求无线通信信道。本文首先 主要介绍了移动无线信道的特点及其分类，在此基础上给出了小尺度衰落信道的Clarke 模 型中的主要信道类型和重要概念。在文章的仿真部分提出了非相关Rican 信道的MATLAB 仿真，和一个基于移动无线衰落信道的MATLAB 仿真，它描述了在构建移动通信信道时 Rayleigh 衰落信道的仿真模型。
2、移动无线衰落信道分类
当移动台在一个较小的范围(小于20个工作波长)运动时，引起接收信号的幅度、相位和到达角等的快速变化，这种变化称为小尺度衰落。典型的小尺度衰落有Rayleigh、Rician衰落，因为当信号在传播过程中经过许多反射路径后，接收到的信号幅度可以用Rayleigh或Rician概率密度函数来描述。在接受信号有直达信号LOS(Line of sight)的情况下，幅度的衰落呈现Rician分布，而当在接收端没有直达信号的情况下，幅度的衰落呈现Rayleigh分布。采用小尺度衰落模型的信道，衰落幅度是服从Rician或Rayleigh分布的随机变量，这些变量将会影响到接收信号的幅度和功率。
3、移动通信信道模型
在通信理论中，描述移动通信信道衰落的模型主要有Clarke信道模型和Suzuki信道模型，前者用于描述小尺度衰落，后者综合考虑大尺度衰落和小尺度衰落的影响。本文主要介绍小尺度衰落模型的仿真，所采用的是Clarke信道模型。在Clarke信道模型下，可以根据Rayleight或Rician分布来构造幅度衰落的模型。假设在第i 个单位时间上的衰落幅度i r 可以表示为：
β 是直达信号分量的幅度， i x 、i y
是满足方差为
为
，均值的不相关高斯随机过程序列。直达信号分量与高斯随机分量
在Rician 衰落中，分别当K = ∞和K 的能量比值被称为Rician 因子:
= 0时，这时的信道分别是Gaussian 信道和Rayleigh 信道。所以Rayleigh 衰落信道可以被看作是K = 0这种特殊情况下的Rician 衰落信道。Rician 的PDF[2]如式(2)， 0I [.]是第一类零阶修正贝塞耳函数。在没有直达信号传播路径的情况下，K = 0且0I [.] =1时，就得到了Rician 概率密度函数PDF[2]
