【正文】 1 所示。 5 0 511111111111幅頻、相頻特性線(xiàn)性無(wú)失真信道1 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 810 5 10 15 201 0 . 500 . 51經(jīng)過(guò)信道后的輸出信號(hào)5 0 500 . 51幅頻、相頻特性幅頻失真信道f1010 5 10 15 201 0 . 500 . 51t 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） 5 0 511111111111幅頻、相頻特性相頻失真、群時(shí)延無(wú)失真信道1 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 810 5 10 15 201 0 . 500 . 51經(jīng)過(guò)信道后的輸出信號(hào)5 0 511111111111幅頻、相頻特性相頻失真、群時(shí)延失真信道f1 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 810 5 10 15 201 0 . 500 . 51t 41 NRZ 信號(hào)經(jīng)過(guò)不同失真信道后的輸出 圖中左邊是信道的幅頻特性和相頻特性，其中相頻特性的縱軸一π為單位?？梢钥吹?，數(shù)字信號(hào)無(wú)論經(jīng)過(guò)幅頻失真還是相頻失真的信道時(shí)，對(duì)信號(hào)接收都有影響。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。 多徑信道模型仿真 單頻信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑時(shí)變信道 以下示意了一個(gè)幅度為 頻率為 10HZ 的單頻信號(hào)經(jīng)過(guò) 20 條路徑傳輸?shù)玫降牟ㄐ渭捌漕l譜，這 20 條路徑的衰減相同，但時(shí)延的大小是 隨時(shí)間變化的，每徑時(shí)延的變化規(guī)律為正弦型，變化的頻率從 0~2Hz 隨機(jī)均勻抽取。 編寫(xiě)主程序，在 MATLAB 窗口中生成 m 文件，運(yùn)行程序得到數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)不同路徑的波形圖，如圖 42 所示。 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） 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) 20 徑后接收信號(hào) 2 0 1 5 1 0 5 0 5 10 15 20012345fs(f)輸入單頻信號(hào)頻譜 2 0 1 5 1 0 5 0 5 10 15 20012345fr(f)多徑信道輸出信號(hào)頻譜 42 時(shí)變多徑信道輸出信號(hào)頻譜 從圖中可以看到，單頻信號(hào)經(jīng)過(guò) 20 徑時(shí)變信道后，輸出信號(hào)的包絡(luò)隨時(shí)間隨機(jī)起伏，輸出信號(hào)的頻譜從沖激譜變成一個(gè)窄帶頻譜。 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。當(dāng) taof= 時(shí)，輸出信號(hào)額波形圖如圖 43 所示，圖中示意了長(zhǎng)時(shí)觀察和 短時(shí)觀察時(shí)輸出信號(hào)的包絡(luò)，（ a）圖時(shí)間范圍為 0~10s，（ b）圖時(shí)間范圍為 0~1000s。由于此時(shí)載頻為 10Hz，衰落的時(shí)變頻率最大為 ，因此相對(duì)于輸入信號(hào)而言是慢衰落的情況，可以看到慢衰落情況下，接收信號(hào)的包絡(luò)起伏緩慢變化，但由于徑數(shù)呈現(xiàn)隨機(jī)起伏的特點(diǎn)。當(dāng)改齊魯工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 變多徑數(shù)為 2，且時(shí)延變化頻率參數(shù) taof=100 時(shí)，此時(shí)相對(duì)于快衰落情況，接收包絡(luò)快速起伏，但由于徑數(shù)不多，接收信號(hào)包絡(luò)起伏具有明顯的周期性，見(jiàn)下圖 44。 （ 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。 （ 1）用 MATLAB 畫(huà)出信道的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性； （ 2）設(shè)信道輸入信號(hào)為)()( sn n nTtgatb ?? ? ，其中 ? T sttg ??? 010)( 其他 ，sT=1，畫(huà)出輸出信號(hào)波形； （ 3）同（ 2）相同形式的輸入信號(hào)，但sT =8，畫(huà)出輸出信號(hào)波形。 編寫(xiě)主程序，在 MATLAB 窗口中生成 m 文件，運(yùn)行程序得到數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)不同碼元間隔的波形圖，圖 45 是s=1， L=3 時(shí)單極性 NRZ 信號(hào)經(jīng)過(guò)三徑信號(hào)的輸出與幅度譜示意圖，圖 46 是sT=8， L=3 時(shí)單極性 NRZ 信號(hào)經(jīng)過(guò)三徑信道后的輸出與幅度譜示意圖， 20 25 30 35 4000 . 20 . 40 . 60 . 81輸入信號(hào)20 25 30 35 4000 . 511 . 52經(jīng)過(guò)信道輸出信號(hào)t2 1 0 1 20204060輸入信號(hào)幅度譜2 1 0 1 20204060輸出信號(hào)幅度譜f 圖 45 單極性 NRZ 信號(hào)（sT =1）經(jīng)過(guò)三徑信道后的輸出與幅度譜示圖 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） 0 50 100 15000 . 20 . 40 . 60 . 81輸入信號(hào)0 50 100 15000 . 511 . 52經(jīng)過(guò)信道輸出信號(hào)t2 1 0 1 20100200300輸入信號(hào)幅度譜2 1 0 1 20100200300輸出信號(hào)幅度譜f 圖 46 單極性 NRZ 信號(hào)（sT=8）經(jīng)過(guò)三徑信道后的輸出與幅度譜示意圖 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 200 . 511 . 52信道幅頻特性f5 4 3 2 1 0 1 2 3 41 0 . 500 . 51信道相頻特性f 圖 47 三徑信道的頻率選擇性 如圖 4圖 4圖 47 所示，由于多徑，信道幅頻特性不為常數(shù)，對(duì)某些頻率產(chǎn)生較大的衰減，對(duì)某些頻率的衰減小，即信道具有頻率選擇性。當(dāng)輸入信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)小 于信道帶寬時(shí)（第一個(gè)零點(diǎn)帶寬），則信道對(duì)輸入信號(hào)的所有頻率分量的衰減幾乎相同，這種情況下，信號(hào)經(jīng)歷平坦性衰減，如圖齊魯工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 所示。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。通?？捎眯诺赖臅r(shí)延擴(kuò)展 來(lái)表示信道的多徑擴(kuò)展情況，多徑時(shí)延擴(kuò)展的倒數(shù)稱(chēng)為信道的相干帶寬m21???B，設(shè)輸入信號(hào)的碼元間隔為sT ，當(dāng) Bs 》 1 時(shí)，信號(hào)的衰減是平坦的；反之，信號(hào)的衰減是頻率選擇性的（需要強(qiáng)調(diào)：多徑非時(shí)變信道時(shí)恒參信道，在輸出端不存在衰落現(xiàn)象）。 第五章 結(jié)束語(yǔ) 本文主要介紹了連續(xù)信道的數(shù)學(xué)模型及其仿真，首先從信道開(kāi)始，信道是通信系統(tǒng)的重要組成部分，有著巨大的作用，然后逐一介紹連續(xù)信道的相關(guān)內(nèi)容，主要包括 AWGN 信道，線(xiàn)性非時(shí)變信道，多徑信道等。然后再次逐個(gè)進(jìn)行講解討論，通過(guò) MATLAB 仿真，對(duì)連續(xù)信道的模型有了更加清楚地了解和認(rèn)識(shí)。 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(zhuān)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。經(jīng)過(guò)一系列前期準(zhǔn)備，在搜集了更多相關(guān)知識(shí)之后，結(jié)合所學(xué)利用 MATLAB 軟件編程仿真得到仿真圖。仿真的過(guò)程大致上分為設(shè)計(jì)仿真思路、編程調(diào)試、得到仿真結(jié)果并分析三大步。在實(shí)際的仿真過(guò)程當(dāng)中，第一次得到的結(jié)果往往與理論值有很大的誤差，經(jīng)過(guò)多次更改程序可以縮小誤差使得仿真結(jié)果更貼近理論值。 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(zhuān)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(zhuān)業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備方面還十分的欠缺。希望經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，自己能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，為以后的學(xué)習(xí)和工作積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 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） 參考文獻(xiàn) [1] A. Goldsmith, Wirele munications, 1th ed. England: Cambridge University Pre , 2020.； [2] 樊昌信、曹麗娜，通信原理（第 6 版），國(guó)防工業(yè)出版社， 2020 年 1 月； [3] 郭文彬、桑林，通信原理－基于 MATLAB 的計(jì)算機(jī)仿真，北京郵電大學(xué)出版社， 2020年 6 月； [4] William H. Tranter 等著，肖明波、楊光松等譯，通信系統(tǒng)仿真原理與無(wú)線(xiàn)應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 年 6 月。 [5] 鄧華 .MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解 .北京：人民郵電出版社， :294~318 [6] Andrea Goldsmith、 Stanford University. WIRELESS COMMUNICATIONS. Cambridge University [7] , . MultipleSymbol Differential Detection of MPSK[J].IEEETransactions on :300～ 308. [8] 曹志剛、錢(qián)亞生 .現(xiàn)代通信原理 .北京：清華大學(xué)出版社， 1992 [9] 求是科技 .MATLAB 從入門(mén)到精通 .人民郵電出版社 .2020 [10] 郭文斌、桑林《通信原理：基于 MATLAB 的計(jì)算機(jī)仿真》，北京郵電大學(xué)出版社， 。 [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(xiě)作和修改，無(wú)不凝結(jié)了老師的心血。在論文完成之際，首先衷心感謝林老師對(duì)我的深切關(guān)懷和諄諄教導(dǎo)。林老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、謙和的為人、忘我的科研精神深深地感染了我，使我在學(xué)術(shù)品質(zhì)與治學(xué)態(tài)度上受益匪淺，在此謹(jǐn)向林老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 最后衷心感謝電氣學(xué)院的所有給予我指導(dǎo)和幫助的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)，衷心的感謝你們 ！ 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） 附 錄 主程序： %信道失真示意 clear all。 close all。 Ts=1。 N_sample = 8。 %每個(gè)碼元的抽樣點(diǎn)數(shù) dt = Ts/N_sample。 %抽樣時(shí)間間隔 N = 1000。 %碼元數(shù) t = 0:dt:(N*N_sample1)*dt。 gt1 = ones(1,N_sample)。 %NRZ 非歸零波形 gt2 = ones(1,N_sample/2)。 %RZ 歸零波形 gt2 = [gt2 zeros(1,N_sample/2)]。 mt3 = sinc((t5)/Ts)。 % sin(pi*t/Ts)/(pi*t/Ts)波形，截段取 10 個(gè)碼元 gt3 = mt3(1:10*N_sample)。 d = ( sign( randn(1,N) ) +1 )/2。 data = sigexpand(d,N_sample)。 %對(duì)序列間隔插入 N_sample1 個(gè) 0 st1 = conv(data,gt