【正文】 sf = T/N*fftshift(sf)。 N = length(st)。 function [f,sf]= T2F(t,st) 齊魯工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） %This is a function using the FFT function to calculate a signal39。 function [out]=sigexpand(d,M)%將輸入的序列擴(kuò)展成間隔為 M1個(gè) 0的序列 N = length(d)。xlabel(39。 subplot(212) plot(f,angle(hf)/pi)。)。,2)。f39。title(39。 plot(f,abs(yf1),39。title(39。 plot(f,abs(sf1),39。xlabel(39。 axis([20 40 0 2])。)。,2)。 %信號(hào)經(jīng)過(guò) 3 徑信道 yt1 = m(1)*st1(1:dLen)+m(2)*[zeros(1,N_sample),st1(1:dLenN_sample)]+m(3)*[zeros(1,2*N_sample), st1(1:dLen2*N_sample)]。 [f sf1] = T2F(t,st1(1:dLen))。 gt1 = ones(1,N_sample)。 %每個(gè)碼元的抽樣點(diǎn)數(shù) dt = Ts/N_sample。 %數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑信道 clear all。 %ff = 50*df:dff:50*df。 f=N/2*df:df:N/2*dfdf。 T=t(end)。多徑信道輸出信號(hào)頻譜 39。r(f)39。 xlabel(39。)。s(f)39。 xlabel(39。 figure(2) [ff sf]=T2F(t,st)。)。t39。)。s(t)39。 xlabel(39。 for i=1:L fai(i,: ) = sin(2*pi*taof(i)*t)。 %時(shí)間 L = 20。 close all。 t = 0:dt:Tdt。 dt = 1/Fmx。 %f = NN/2*dff:dff:NN/2*dffdff。 %dff = df/8。 %f=N/2*df+df/2:df:N/2*dfdf/2。s Fourier %Translation %Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2 %Output is the frequency and the signal spectrum dt = t(2)t(1)。 out = zeros(M,N)。xlabel(39。 subplot(224)。grid on。)。grid on。title(39。)。幅頻、相頻特性 39。)。 axis([0,20, ])。grid on。)。grid on。title(39。線性無(wú)失真信道 39。ylabel(39。 %相頻、群時(shí)延失真信道 hf4 = exp(j*pi*f.*fj*pi*f+j*pi)。 hf3 = exp( j*pi*f+j*pi )。 yf2 = xf.*hf2。 hf1 = exp(j*pi*f)。 %變成雙極性序列 data= sigexpand(d,N_sample)。 data = sigexpand(d,N_sample)。 %RZ 歸零波形 gt2 = [gt2 zeros(1,N_sample/2)]。 %抽樣時(shí)間間隔 N = 1000。 close all。 [11] 約翰 .、馬蘇德 .薩勒赫 .現(xiàn)代通信系統(tǒng) —— 使用 .西安：西安交通大學(xué)出版社， :268~278 [12] 陳懷琛、吳大正、高西全 .MATLAB 及在電子信 息課程中的應(yīng)用 .3 版 .北京：電子工業(yè)出版社， 齊魯工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致 謝 本研究以及學(xué)位論文是在林霏老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從選題、前期準(zhǔn)備、研究到論文的構(gòu)思、寫作和修改，無(wú)不凝結(jié)了老師的心血。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收獲頗多，不僅加深了對(duì)連續(xù)信道模型相關(guān)知識(shí)的理解，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)，還鍛煉了綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決面臨的實(shí)際問(wèn)題的能力；同時(shí)也反映出自己在專業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備方面還十分的欠缺。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題內(nèi)容涉及的 AWGN，恒參信道，隨參信道等都是通信原理專業(yè)課的基礎(chǔ)知識(shí)，要想對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步深入的模擬仿真，就不僅僅局限于課本上的簡(jiǎn)單介紹的理論知識(shí)了。當(dāng)輸入信號(hào)的帶寬與信道帶寬可比時(shí)，此時(shí)信號(hào)各頻率分量經(jīng)過(guò)信道的衰減不同，即信號(hào)經(jīng)過(guò)了頻率選擇性的衰減，如圖 45 所示。 （ a）短時(shí)觀察 （ b）長(zhǎng)時(shí)觀察 圖 43 20 徑慢衰落信道下的輸出信號(hào)（ taof=） 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2101ts(t)輸入單頻信號(hào)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1021012ts(t)經(jīng)過(guò) 2 徑后接收信號(hào) 齊魯工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 44 2 徑快衰落信道時(shí)輸入、輸出信號(hào)對(duì)比（ taof=100） 數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑非時(shí)變信道 設(shè)三徑信道 1?=， 2 =，3? =， 1? =0， 2?=1s，3?=2s。 我們可以通過(guò)改變程序中的時(shí)延變化頻率參數(shù) taof 來(lái)改變衰落的速度，觀察輸出信號(hào)的變化。幅頻失真影響信號(hào)中不同頻率分量的接收幅度，造成接收信號(hào)幅度的畸變；相頻失真影響信號(hào)中不同頻率分量經(jīng)過(guò)信道時(shí)的時(shí)延，在數(shù)字信號(hào)中這種失真會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)字信號(hào)的接收，造成接收信號(hào)的畸變。 線性非時(shí)變信道建模仿真 信道響應(yīng)函數(shù)為)(|)(|)( fjefHfH ??? ,輸入信號(hào)為)() snTtgatx n ?? ?，其中 1?Ts ， ? T sttg ??? 010)( 其他 ，用 MATLAB 畫出如下情況時(shí)的信道輸出信號(hào)。 功能強(qiáng)勁的工具箱是 MATLAB 的另一重大特色。 MATLAB 里，數(shù)據(jù)的可視化非常簡(jiǎn)單。由于 MATLAB 是用 C 語(yǔ)言編寫的， MATLAB 提供了和 C 語(yǔ)言幾乎一樣多的運(yùn)算符，靈活使用 MATLAB 的運(yùn)算符將使程序變得極為簡(jiǎn)短。以下簡(jiǎn)單介紹一下 MATLAB 的主要特點(diǎn)。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。到 20 世紀(jì) 90 年代， MATLAB 已經(jīng)成為國(guó)際控制界的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。 第四章 連續(xù)信道建模仿真 本章利用 MATLAB 軟件編寫程序，利用 MATLAB 軟件得到信號(hào)通過(guò)幅頻失真信道、相頻失真信道與多徑信道之后的輸出波形與頻譜。它的幅度服從瑞利分布，相位服從均勻分布，因此，可以將單頻信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑信道時(shí)等效成圖 37 所示的等效基帶模型。設(shè)信道最大多徑時(shí)延差為τ m，則定義多徑傳播信道的相關(guān)帶寬為 mf ?1?? （ ） 下面先考察單頻信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑時(shí)變信道時(shí)的輸出情況，給出多徑時(shí)變信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懙某醪嚼斫馊缓笸ㄟ^(guò)數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑信道后碼間十?dāng)_的例子說(shuō)明多徑對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。設(shè) f(t)的頻率密度函數(shù)為 F(ω)，即有 f(t)?F(ω) 齊魯工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 35 兩條路徑信道模型 于是，當(dāng)兩徑傳播式，模型的傳播特性為 H(ω )為 )1()()()()()()()(0000000)(000000????jwjwttjwjwteewFVttfVttfVewFVttfVewFVttfVo???????????????? （ ） )1()( )1()()( 000 ?? jwjwtOjwjwt eeVwF eewFVwH ???? ???? 后一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的模特性（幅度－頻率特性）為 |2cos|2|2cos2sin2cos2||sincos1||)e(1|2jw???????wwjwwjw??????? （ ） 圖 3－ 6(a)表示了上述關(guān)系。設(shè)瑞利型衰落信號(hào)的包絡(luò)值記為 V，則隨機(jī)變量 V 的一維概率密度函數(shù) F(V）可表示成 )0,0(),2exp()( 222 ???? ??? VVVVf （ ） 當(dāng)發(fā)送信號(hào)是具有一定頻帶寬度的信號(hào)時(shí)， 多徑傳播除了會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生瑞利型衰落之外，還會(huì)產(chǎn)生頻率選擇性衰落。因此，多徑傳播后的接收信號(hào)將是衰減和時(shí)延都將隨時(shí)間變化的 各路徑的合成。當(dāng)多徑間的時(shí)延差與信號(hào)碼元間隔可比時(shí)多徑造成的碼間干擾就不可忽視。通常情況下，如果信號(hào)的碼元間隔遠(yuǎn)大于多徑間的最大時(shí)延差，此時(shí)信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑后不會(huì)產(chǎn)牛嚴(yán)重的碼間十?dāng)_ 。引起信道參數(shù)時(shí)變的因素有周圍反射體的移動(dòng) 、接收機(jī)的移動(dòng)、傳輸媒介的隨時(shí)間變化等，時(shí)變的快慢由多普勒頻移等參數(shù)來(lái)描述。 如果傳輸數(shù)字信號(hào)，相頻失真同樣會(huì)引起碼間干擾，特別當(dāng)傳輸速率較高時(shí)，相頻失真會(huì)引起嚴(yán)重的碼間干擾，使誤碼率性能降低。 3. 相位 頻率失真 當(dāng)信道的相位 頻率特性偏離線性關(guān)系時(shí)，將會(huì)使通過(guò)信道的信號(hào)產(chǎn)生相位 頻率失真，相位 頻率失真也是屬于線性失真。圖 3 3(a)所示是典型音頻電話信道的幅度衰減特性。 (3)由理想的恒參信道特性可知，在整個(gè)頻率范圍，其幅頻特性為常數(shù) (或在信號(hào)頻帶范圍之內(nèi)為常數(shù) )，其相頻特性為ω的線性函數(shù) (或在信號(hào)頻帶范圍之內(nèi)為ω的線性函數(shù) )。 信道的相頻特性通常還采用群遲延 頻率特性來(lái)衡量，所謂的群遲延 頻率特性就是相位 頻率特性的導(dǎo)數(shù)， 則群遲延 頻率特性可以表示為dtdwwd ?)(?? ，理想信道的幅頻特性、 相頻特性和群遲延特性曲線如圖 311 所示。 線性網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性可以用幅度頻率特性和相位頻率特性來(lái)表征。dffd??2(稱為信道的群時(shí)延。 32 線性非時(shí)變信道模型 )()()()( tntxhty ??? ? ???? ?? （ ） 信道的頻率響應(yīng)函數(shù)為)(|)(|)( fjefHfH ??? ，稱 |H（ f） |為信道的幅頻響應(yīng)，)(f? 稱為信道的相頻響應(yīng)。 信道模型 AWGN 信道的簡(jiǎn)稱是加性高斯白噪 聲， AWGN 信道模型可以用如圖 31來(lái)表示。信道帶寬 B 趨于無(wú)窮大時(shí)，信道容量的極限值為 )1(lim)1(loglimlim00002 BnSS BnnSBn SBCBBB ???? ?????? （ ） 上式表明，保持 S/n0 一定，即使信道帶寬 ，信道容量 C 也是有限的，這是因?yàn)樾诺缼?B 趨于無(wú)窮大時(shí)，噪聲功率 N 也趨于無(wú)窮大。 信道容量 信道容量是指信道中信息無(wú)差錯(cuò)傳輸?shù)淖畲笏俾省Ｆ鸱肼暤奶攸c(diǎn)：頻帶很寬，并 且始終存在，是影響通信系統(tǒng)性能的主要因素。但是隨著頻率的提高，頻譜強(qiáng)度逐漸減弱。 (2) 脈沖噪聲 齊魯工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 在時(shí)間上無(wú)規(guī)則、突發(fā)脈沖波形。這三種噪聲都是隨機(jī)噪聲。 (3)內(nèi)部噪聲。人類活動(dòng)所產(chǎn)生的對(duì)通信造成干擾的各種噪聲。自然噪聲：自然界存在的各種電磁波源，如閃電、大氣中的電暴、銀河系噪聲及其它各種宇宙噪聲等。 若編碼信道有記憶，即：信道噪聲或其他因素影響導(dǎo)致輸出數(shù)字序列發(fā)生錯(cuò)誤是不獨(dú)立的，則編 碼信道模型要復(fù)雜得多，信道轉(zhuǎn)移概率表示式也將變得很復(fù)雜。根據(jù)無(wú)記憶編碼信道的性質(zhì)可以得到P(0/0)=1P(1/0)， P(1/1)=1P(0/1)。 二進(jìn)制數(shù)字傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單編碼信道模型如圖 23。 編碼信道模型 編碼信道包括調(diào)制信道、調(diào)制器和解調(diào)器，是數(shù)字信道或離散信道（區(qū)別調(diào)制信道模型 ）。 對(duì)于信號(hào)，如果了解 k(t)與 n(t)的特性，就能知道信道對(duì)信號(hào)的具體影響。 假定能把 f［ ei(t)］寫為 k(t) ei(t)， k(t)依賴于網(wǎng)絡(luò)的特性， k(t) ei(t)反映網(wǎng)絡(luò)特性對(duì) ei(t)的作用。調(diào)制信道共性： (1)有一對(duì)（或多對(duì)）輸入端和一對(duì)（或多對(duì)）輸出端； (2)絕大多數(shù)的信道為線性信道， 滿足線性疊加理； (3)信號(hào)通過(guò)信道會(huì)有一定延遲，還會(huì)受到（固定的或時(shí)變的）損耗； (4)即使沒(méi)有信號(hào)輸入， 信道輸出端仍可能有功率輸出（噪聲）。針對(duì)調(diào)制信道和編碼信道的數(shù)學(xué)模型分別說(shuō)明。模擬信道（連續(xù)信道） 傳輸模擬信號(hào)的信道。 ，可分為有線信道和無(wú)線信道。這相當(dāng)于在狹義信道的基礎(chǔ)上， 擴(kuò)大了信道的范圍。調(diào)制信道又分為恒參信道和隨參信道。 ，可分為廣義信道和狹義信道。 信道的分類 信道是以傳輸媒質(zhì)為基礎(chǔ)的通道。在無(wú)線信道中，信道可以是自由空間；在有線信道中，可以