rayleighchan實(shí)現(xiàn)瑞利多徑衰落信道

1.命令格式：?
chan = rayleighchan(ts,fd,tau,pdb)?
其中：?
ts—為輸入信號(hào)的采樣周期，?
fd—就是Doppler頻偏，以Hz為單位，與速率的換算關(guān)系為v×fc/c，fc是載頻?
tau—輸入的信道參數(shù)，一個(gè)向量，包含了各徑的延時(shí)，以s為單位?
pdb—輸入的信道參數(shù)，一個(gè)向量，包含了各徑的功率（當(dāng)然是均值啦，實(shí)際產(chǎn)生的能量都是以此為均值的隨機(jī)量），以dB為單位。?
然后y = filter(chan,x)，即可將信道的影響加在輸入的數(shù)據(jù)x上。

2.原理：?
rayleighchan函數(shù)生成信道的過程實(shí)際是設(shè)計(jì)一個(gè)多抽頭的濾波器，而濾波器的系數(shù)計(jì)算是多個(gè)sinc函數(shù)加權(quán)、延時(shí)后的求和：?
g(n)=\sum_k{ sinc( tau(k)/Ts-n) h(k) }，-N1<=n<=N2?
其中N1和N2的選取要使得在-N1<=n<=N2之外的g(n)很小可忽略。

rayleighchan函數(shù)的實(shí)現(xiàn)步驟是這樣的：?
1) h(k)看作是一串沖激函數(shù)，與sinc函數(shù)卷積，sinc函數(shù)的邊瓣周期由輸入?yún)?shù)采樣時(shí)間Ts決定，如果看連續(xù)時(shí)間波形的話，整個(gè)信道響應(yīng)就是多個(gè)不同時(shí)延、不同幅度的sinc函數(shù)的疊加；?
2) 對(duì)這個(gè)連續(xù)的信道響應(yīng)進(jìn)行采樣得到信道濾波器的抽頭系數(shù)，采樣間隔為Ts，而采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)是要保證舍棄位置的信道響應(yīng)足夠小可以忽略，如果采樣率過小則Ts較大sinc函數(shù)衰減慢，需要保存較多個(gè)抽頭系數(shù)，此時(shí)很可能在第一徑位置之前出現(xiàn)若干個(gè)信道采樣點(diǎn)，即h(n)~=0, n<0；?
3）輸入信號(hào)（以Ts為間隔的采樣點(diǎn)）與濾波器進(jìn)行卷積輸出（filter函數(shù)的作用）。

注：輸入信號(hào)和多徑衰落信道的采樣間隔必須相同。

3.補(bǔ)充：

sinc函數(shù)定義：sinc(x)=sin(x)/x

4.舉例：

程序：

clear all close all clc %-----------------------------升余弦濾波器 Fs=9600; %采樣頻率 Ts=1/Fs; %采樣間隔 Fd=960; %Doppler頻偏，以Hz為單位 tau=[0,0.002]; %多徑延時(shí)，以s為單位 pdf=[0,0]; %各徑功率，以dB位單位 h=rayleighchan(Ts,Fd,tau,pdf); %-------------------------------通過信道 data1=[1,zeros(1,100)];%數(shù)據(jù)1 fc=96; t=0:1/Fs:999*(1/Fs); data2=cos(2*pi*fc*t); %數(shù)據(jù)2 data2_fft=fft(data2,100); data2_abs=abs(data2_fft); y1=filter(h,data1); y11=abs(y1); y2=filter(h,data2); y22=fft(y2,100); y222=abs(y22); subplot(2,2,1); x1=1:length(data1); h1=stem(x1,data1); set(h1,'MarkerFaceColor','red') subplot(2,2,3); x3=1:length(y11); h3=stem(x3,y11); set(h3,'MarkerFaceColor','red') subplot(2,2,2); x2=1:length(data2_abs); h2=stem(x2,data2_abs); set(h2,'MarkerFaceColor','blue') subplot(2,2,4); x4=1:length(y222); h4=stem(x4,y222); set(h4,'MarkerFaceColor','blue')

?

分析：?
1.tau延時(shí)向量，時(shí)域上的參數(shù)，時(shí)域采樣后延遲的點(diǎn)數(shù)為fix(tau/Ts).?
2.Fd:多普勒頻偏，頻域上的參數(shù)，可以看到信號(hào)頻域發(fā)生偏移，但是并不是簡單的頻率搬移，而是信號(hào)頻率發(fā)生擴(kuò)展，原來是單頻信號(hào)，變?yōu)轭l率段信號(hào)。

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經(jīng)過數(shù)值的設(shè)定可以看到，在command history框下輸入chan得到：

chan的writeable properties

1） 如何設(shè)定chan所需的各徑的多普勒譜？?
多普勒譜的種類一共有7種：?
doppler.ajakes；doppler.bigaussian；doppler.jakes；doppler.rjakes；doppler.flat；doppler.gaussian和doppler.rounded。?
??????在rayleighchan函數(shù)中默認(rèn)的是Jakes譜，即doppler.jakes。修改多普勒譜的方法是直接對(duì)chan.DopplerSpectrum進(jìn)行設(shè)置。

??????這里默認(rèn)了各徑都是按照gaussian譜來生成的，如果需要各徑的Doppler譜不同則可以通過設(shè)置 ，即可得到對(duì)應(yīng)于PathDelays的各徑DopplerSpectrum。

2） InputSamplePeriod?
直接設(shè)置即可，無線信道傳輸?shù)?strong>基帶信號(hào)的符號(hào)周期。

3） PathDelays?
每條徑的延時(shí)，單位是seconds。

4） MaxDopplerShift?
最大多普勒頻移：對(duì)于rayleighchan函數(shù)的使用方法研究

5） AvgPathGaindB?
每條路徑增益的平均功率，單位是分貝。

6） StoreHistory?
將chan.StoreHistory設(shè)置為1時(shí)，可以把信道的信息記錄下來，并可以通過Plot(chan)畫出當(dāng)前的信道的時(shí)域IR，頻域相應(yīng)等各種圖。

7） NormalizePathGains?
將chan.NormalizePathGains設(shè)置為1時(shí)，每條路徑增益絕對(duì)值的平方和（即功率和）的平均值為1。這個(gè)可以通過多次使用rayleighchan生成信道，求取信道各路徑增益絕對(duì)值的平方和即可看到其平均值為1。

8） StorePathGains?
將chan.StorePathGains設(shè)置為1時(shí)，各路徑的增益將會(huì)被記錄下來，但是不能使用Plot(chan)畫圖。

• 在這里額外說一點(diǎn)，信道的StorePathGains設(shè)為1時(shí)，查看chan.PathGains可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)值是一個(gè)N×M的矩陣，在這里N是信道處理的數(shù)據(jù)長（也就是輸入信號(hào)的長度），M是多徑數(shù)。這里的chan.PathGains每列是線性變化的，原因是在處理每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)信道由于受到多普勒譜的影響是時(shí)變的，但信道的狀態(tài)是連續(xù)的。

9） ResetBeforeFiltering?
將chan.ResetBeforeFiltering在使用filter函數(shù)前設(shè)置為0時(shí)，可以看到信道各路徑的斜率會(huì)是一個(gè)值，也就是無論處理多少數(shù)據(jù)信道的實(shí)際狀態(tài)都是連續(xù)的，無論其他的條件（比如噪聲和輸入信號(hào)）發(fā)生怎樣的變化，信道的狀態(tài)是連續(xù)的，但不是說信道的增益值是恒定的數(shù)值，只是信道增益的實(shí)際值線性增長的，信道的狀態(tài)時(shí)連續(xù)的。（每次使用filter函數(shù)一次，信道增益的實(shí)際數(shù)值都是會(huì)發(fā)生變化的。）只要信道的狀態(tài)不變就相當(dāng)于信道沒有發(fā)生質(zhì)的變化，在仿真時(shí)我們可以認(rèn)為使用的是同一個(gè)信道。

如果設(shè)置為1，則是說明每次生成的信道增益的狀態(tài)是不連續(xù)的，也就是信道發(fā)生了變化，我認(rèn)為這在仿真時(shí)可以控制信道變化的快慢。

chan2的read-only properties

1） ChannelType?
這個(gè)就沒什么好說了，只是說明使用函數(shù)生成的信道是瑞利的還是萊斯的。

2） PathGains?
信道各路徑的真實(shí)增益，這個(gè)增益不是通過AvgPathGaindB換算過來的，AvgPathGaindB是平均增益，所以生成的各路徑增益的功率值是圍繞這個(gè)值生成的。

3） ChannelFilterDelay?
這個(gè)值沒有什么好說的，原因是這個(gè)值沒有什么用，它一般是和信道的PathDelays的第一個(gè)值是對(duì)應(yīng)的。

4） NumSamplesProcessed?
這個(gè)值是說信道處理了多少個(gè)數(shù)據(jù)，如果輸入信號(hào)矢量的長度是N，則這個(gè)值就是N。

文章轉(zhuǎn)自于：?
http://blog.sina.com.cn/s/blog_ab9e9fc30101ejf5.html?
http://blog.sina.com.cn/s/blog_8d3179bd01015jm8.html

http://blog.csdn.net/shenjun1992722/article/details/50193381

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/xh0102/p/6382598.html

總結(jié)

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