【多徑衰落信道】基于matlab實現(xiàn)無線通信多徑衰落信道仿真附Matlab代碼
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智能優(yōu)化算法?? ? ??神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測?? ? ??雷達(dá)通信?? ? ?無線傳感器?? ? ? ?電力系統(tǒng)
信號處理?? ? ? ? ? ? ?圖像處理?? ? ? ? ? ? ??路徑規(guī)劃?? ? ??元胞自動機?? ? ? ?無人機
?? 內(nèi)容介紹
多徑衰落信道是無線通信領(lǐng)域中不可避免的現(xiàn)象,特別是在城市和室內(nèi)環(huán)境中。這種現(xiàn)象會導(dǎo)致無線信號在傳輸過程中出現(xiàn)多個路徑,從而影響信號的傳輸質(zhì)量。因此,對于無線通信系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化,了解多徑衰落信道的特性是非常重要的。
為了更好地理解和研究多徑衰落信道,我們可以使用信道仿真技術(shù)。信道仿真可以幫助我們模擬多種不同的信道環(huán)境,并通過模擬結(jié)果來評估不同的通信系統(tǒng)的性能。在這篇文章中,我們將介紹如何基于實現(xiàn)無線通信多徑衰落信道仿真。
首先,我們需要了解多徑衰落信道的基本特性。多徑衰落信道是指無線信號在傳輸過程中經(jīng)歷多個路徑,這些路徑的長度和方向可能不同,從而導(dǎo)致信號的干擾和衰落。這種干擾和衰落的程度取決于信號的頻率、傳輸距離、環(huán)境和天線高度等因素。
接下來,我們需要選擇一個信道仿真工具來實現(xiàn)多徑衰落信道仿真。有很多不同的信道仿真工具可供選擇,例如MATLAB、NS-3、Opnet等。在這篇文章中,我們將使用MATLAB作為信道仿真工具。
在MATLAB中,我們可以使用MATLAB Communications Toolbox來實現(xiàn)無線通信多徑衰落信道仿真。該工具箱提供了多個函數(shù)和工具,可以幫助我們生成不同類型的信道模型,并模擬信號在這些信道模型中的傳輸。下面是一個簡單的MATLAB代碼示例,用于生成一個瑞利衰落信道:
% Set up the channel parameters fc = 2.4e9; % carrier frequency fs = 10e6; % sampling frequency Ts = 1/fs; % sampling time fd = 200; % maximum Doppler shift tau = [0 1e-6 3e-6]; % delay profile pdb = [0 -3 -6]; % power delay profile chan = ricianchan(Ts,fd,tau,pdb); % create the channel object
% Generate a random signal tx = randn(1000,1); % generate a random signal rx = filter(chan,tx); % pass the signal through the channel
在上面的代碼中,我們首先設(shè)置了信道參數(shù),包括載波頻率、采樣頻率、多普勒頻移、延遲和功率延遲。然后,我們使用ricianchan函數(shù)創(chuàng)建了一個瑞利衰落信道對象。最后,我們生成了一個隨機信號,并通過filter函數(shù)將其傳輸?shù)叫诺乐小?/p>
通過這種方式,我們可以使用MATLAB Communications Toolbox來實現(xiàn)各種不同類型的信道模型,例如瑞利衰落信道、高斯衰落信道、Nakagami-m衰落信道等。我們還可以使用不同的參數(shù)來調(diào)整信道模型的特性,例如多普勒頻移、延遲、功率延遲和信號頻率等。
總之,多徑衰落信道是無線通信領(lǐng)域中不可避免的現(xiàn)象,對于無線通信系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化非常重要。通過信道仿真技術(shù),我們可以更好地了解多徑衰落信道的特性,并評估不同的通信系統(tǒng)的性能。MATLAB Communications Toolbox是一個非常強大的信道仿真工具,可以幫助我們實現(xiàn)無線通信多徑衰落信道仿真。
?? 部分代碼
%多徑衰落信道
%按F5開始運行
%主要用于多徑無線接口
%多徑衰落信道公式和圖形
%M文件運行后,輸入顯示為藍(lán)色
%輸出為紅色, 輸出載波變動、增加、減弱
% ? ? ? L
%a=an*exp(-j*2*pi*fc*nT)
%c=a*exp(-j*2*pi*fc*time_1); ? ? ? ? ? ? ? ?
%g=int(c*sin(B*(v-n*T))/(B*(v-n*T)),v); ? ? ? ? ? ? ? ?
%x=g*[zeros(1,100),signal_in] ? ? ? ? ? ? ? ?
%signal_out=symsum(x,time_1,0,N); ? ? ? ? ? ? ?
% ? ? ? k
% S(t)--------T-----T-----T-----T-------------! ? ? Delay
% ? ? ? ? ?! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ? ? ?! ?
% ? ? ? ? ?! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ? ? ?!
% ? ? ? ? *g0 ? *g1 ? *g2 ? *g3 ? *g4 ?--- ? *gN ? ?response ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
% ? ? ? ? ?! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ? ? ?!
% ? ? ? ? ?! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ! ? ? ? ? ?!
% ? ? ? ? ?!-----!-----!-----!-----!----------!-----Sum----r(t)signal out
?????????????????????????????????????????????????????%時間間隔
end
plot(time_1,signal_out,'r') ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%紅色信號輸出線
figure;
xlabel('頻率');ylabel('振幅');
title('多徑衰落信道信號');
grid on; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %畫網(wǎng)格線
hold on
f_out=-0.5:1/N_point:0.5-1/N_point; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%對輸出頻譜圖橫軸fo取點
signal_ff=fft(signal_out); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %進行FFT變換
signal_fff=signal_ff/max(signal_ff); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %歸一化處理
signal_f=fftshift(abs(signal_fff)); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%歸攏處理
plot (f_out,signal_f,'r') ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%紅色頻譜圖
axis([x_min x_max y_min y_max]) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%設(shè)定坐標(biāo)軸取值范圍
hold off
figure;
xlabel('頻率');ylabel('振幅');
title('輸入信號');
grid on; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %畫網(wǎng)格線
hold on
f_out=-0.5:1/N_point:0.5-1/N_point; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%對輸出頻譜圖橫軸fo取點
signal0=sin(2*pi*f*time_1);
signal1=fft(signal0); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%進行FFT變換
signal2=signal1/max(signal1); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%歸一化處理
signal3=fftshift(abs(signal2)); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%歸攏處理
plot (f_out,signal3,'r') ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %紅色頻譜圖
axis([x_min x_max y_min y_max]) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%設(shè)定坐標(biāo)軸取值范圍
%plot (f_out,abs(signal_f),'r') ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%紅色頻譜圖
hold off
%signal_out=zeros(1,2000)
%for n = 1:1:N ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %疊代
? ?%c=a*exp(-j*2*pi*fc*time_1(n)); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%定義復(fù)低通沖激響應(yīng)
? ?%gg=int(c*sin(B*(v-n*T))/(B*(v-n*T)),v); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %沖激響應(yīng)函數(shù)
? ?%g=vpa(gg); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%將符號常數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值常數(shù)
? ?%signal_out=signal_out+g*[zeros(1,n*100),signal_in,zeros(1,(N-n)*100)];%輸出信號
? ?%plot (time_1,(signal_out),'r') ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%紅色輸出線
? ?%pause (0.5) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %時間間隔
? ?%end
%for n =1:1:N ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%疊代
? ?%c=a*exp(-j*2*pi*fc*time_1(n)); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%定義復(fù)低通沖激響應(yīng)
? ?%g=int(c*sin(B*(v-n*T))/(B*(v-n*T)),v); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%沖激響應(yīng)函數(shù) ? ? ? ?
? ?%x=g*[zeros(1,n*100),signal_in(1:end-(n*100))];
? ?%signal_out=symsum(x,1,N) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%輸出信號
? ?%plot (time_1,(signal_out),'r') ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%紅色輸出線
? ?%pause (0.5) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %時間間隔
%end
?? 運行結(jié)果



?? 參考文獻(xiàn)
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[1]陳嵐,萬國春,馮志彪.基于Matlab的移動通信中多徑衰落信道的仿真[J].江西科技師范學(xué)院學(xué)報, 2004(5):78-81.DOI:10.3969/j.issn.1007-3558.2004.05.023.
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1 各類智能優(yōu)化算法改進及應(yīng)用
生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)濟調(diào)度、裝配線調(diào)度、充電優(yōu)化、車間調(diào)度、發(fā)車優(yōu)化、水庫調(diào)度、三維裝箱、物流選址、貨位優(yōu)化、公交排班優(yōu)化、充電樁布局優(yōu)化、車間布局優(yōu)化、集裝箱船配載優(yōu)化、水泵組合優(yōu)化、解醫(yī)療資源分配優(yōu)化、設(shè)施布局優(yōu)化、可視域基站和無人機選址優(yōu)化
2 機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)方面
卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、LSTM、支持向量機(SVM)、最小二乘支持向量機(LSSVM)、極限學(xué)習(xí)機(ELM)、核極限學(xué)習(xí)機(KELM)、BP、RBF、寬度學(xué)習(xí)、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN實現(xiàn)風(fēng)電預(yù)測、光伏預(yù)測、電池壽命預(yù)測、輻射源識別、交通流預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、股價預(yù)測、PM2.5濃度預(yù)測、電池健康狀態(tài)預(yù)測、水體光學(xué)參數(shù)反演、NLOS信號識別、地鐵停車精準(zhǔn)預(yù)測、變壓器故障診斷
2.圖像處理方面
圖像識別、圖像分割、圖像檢測、圖像隱藏、圖像配準(zhǔn)、圖像拼接、圖像融合、圖像增強、圖像壓縮感知
3 路徑規(guī)劃方面
旅行商問題(TSP)、車輛路徑問題(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、無人機三維路徑規(guī)劃、無人機協(xié)同、無人機編隊、機器人路徑規(guī)劃、柵格地圖路徑規(guī)劃、多式聯(lián)運運輸問題、車輛協(xié)同無人機路徑規(guī)劃、天線線性陣列分布優(yōu)化、車間布局優(yōu)化
4 無人機應(yīng)用方面
無人機路徑規(guī)劃、無人機控制、無人機編隊、無人機協(xié)同、無人機任務(wù)分配、無人機安全通信軌跡在線優(yōu)化
5 無線傳感器定位及布局方面
傳感器部署優(yōu)化、通信協(xié)議優(yōu)化、路由優(yōu)化、目標(biāo)定位優(yōu)化、Dv-Hop定位優(yōu)化、Leach協(xié)議優(yōu)化、WSN覆蓋優(yōu)化、組播優(yōu)化、RSSI定位優(yōu)化
6 信號處理方面
信號識別、信號加密、信號去噪、信號增強、雷達(dá)信號處理、信號水印嵌入提取、肌電信號、腦電信號、信號配時優(yōu)化
7 電力系統(tǒng)方面
微電網(wǎng)優(yōu)化、無功優(yōu)化、配電網(wǎng)重構(gòu)、儲能配置
8 元胞自動機方面
交通流 人群疏散 病毒擴散 晶體生長
9 雷達(dá)方面
卡爾曼濾波跟蹤、航跡關(guān)聯(lián)、航跡融合
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