瑞利衰落

2023-05-16

概述:
    瑞利衰落(Rayleigh Fading)在无线通信信道中,由于信号进行多径传播达到接收点处的场强来自不同传播的路径,各条路径延时时间是不同的,而各个方向分量波的叠加,又产生了驻波场强,从而形成信号快衰落称为瑞利衰落。瑞利衰落属于小尺度的衰落效应,它总是叠加于如阴影、衰减等大尺度衰落效应上。
    瑞利衰落信道(RRayleigh Fading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,即“衰落”,并且其包络服从瑞利分布。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。

设计任务:
    1.掌握瑞利分布的多径信道仿真原理,用MATLAB仿真实现瑞利分布的多径信道的仿真;
    2.对仿真结果做适当分析。
模型:
1.瑞利衰落基本模型
    瑞利衰落能有效描述存在能够大量散射无线电信号的障碍物的无线传播环境。若传播环境中存在足够多的散射,则冲激信号到达接收机后表现为大量统计独立的随机变量的叠加,根据中心极限定理,则这一无线信道的冲激响应将是一个高斯过程。如果这一散射信道中不存在主要的信号分量,通常这一条件是指不存在直射信号(LoS),则这一过程的均值为0,且相位服从0到2π的均匀分布。即,信道响应的包络服从瑞利分布。设随机变量R,于是其概率密度函数为:
其中基于MATLAB的瑞利衰落仿真proposal
    若信道中存在一主要分量,例如直射信号(LoS),则信道响应的包络服从莱斯分布,对应的信道模型为莱斯衰落信道。
2.多径衰落信道基本模型
    离散多径衰落信道模型为
其中,rk(t)复路径衰落,服从瑞利分布;基于MATLAB的瑞利衰落仿真proposal是多径时延。 

    多径衰落信道模型框图如下图所示:

基于MATLAB的瑞利衰落仿真proposal

 

3.产生服从瑞利分布的多径衰落r(t)
利用窄带高斯过程的特性,其振幅服从瑞利分布,即
 

基于MATLAB的瑞利衰落仿真proposal
 

上式中,基于MATLAB的瑞利衰落仿真proposal基于MATLAB的瑞利衰落仿真proposal分别为窄带高斯过程的同相和正交支路的基带信号。
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