无线通信与光通信原理实验.doc

无线通信与光通信原理实验无线通信与光通信原理课程实验目录课程实验1多径多普勒效应 3课程实验2用外部调制方法创建光传输模块 23课程实验3创建子系统 38课程实验4光纤WDM系统设计 50课程实验1多径多普勒效应实验目的:理解在时域和频域的多径信道响应,多普勒效应。实验要求:基于matlab,比较有无多普勒效应情况下,分析不同因素对时域和频域多径信道响应的影响,并写出课程实验报告。多径信道效应在无线通信中,一个从发送端的信号经过多条路径到达接收端。s(t)是发射信号,L是多径的个数,和是第i个射线的相角和到达时间。(t)是一个时谐信号,考虑,则接收信号可以写为:,其中定义为多径环境的传输函数,接收信号保持为与s(t)有着相同角频率的时谐信号。因此,当s(t)在时变多径环境下传输时,波形没有失真,但信号幅度改变了,新幅度是的函数。图1频率为自变量的多径衰落参考Matlabcode():clearall;%amplitudesof7multipatharrivalsa=[];%arrivaltimesof7multipatharrivalst=[];i=0;%frequencyindexforw=0::100;%angularfrequenciesmultipath_arrival=a.*exp(j*w*t);i=i+1;abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival));%thei_thtransferfunctionendw=0::100;plot(w,abs_H)ylabel('amplitudeoftransferfunction')xlabel('angularfrequency')title('frequencydependentmultipathfading')既然多径到达信号的幅度和到达时间依赖于发送端和接收端的位置,那么接收信号的强度也同样依赖发送端和接收端的位置。例如,考虑一个只有直射路径(LOS)和反射路径两个到达信号的双线模型。发射天线高度为hr,接收天线为ht,接收机和发射机的水平距离为d,则LOS路径的传输距离为:反射路径的传输距离为:10mLOSreflected2m图2双线模型传输函数这里R为反射系数,系数和是天线参数。为了方便,选择=1,=1,R=-1,这时如果f=1GHz,波长,=10m,=2m,可得的幅度虽d的变化。图3双线模型参考代码()clearall;ht=10;hr=2;c=3e8;f=1e9;l=c/f;R=-1;d=1::10000;d1=sqrt(d.^2+(ht-hr)^2);d2=sqrt(d.^2+(ht+hr)^2);a1=exp(j*2*pi*d1/l)./d1;a2=R*exp(j*2*pi*d2/l)./d2;a=abs(a1+a2);ld=log10(d);la=log10(a);figure(4)plot(ld,la);xlabel('log10(distance)')ylabel('log10(magnitude)')title('tworaymodel')Bs(t)包括多个频率分量(As(t)是时谐信号)有多径到达信号的无线通信信道的传输函数可以写为:这里和分别是第n条路径的幅度和时延。对一有着多个频率的输入信号s(t),信道的输出可以写为当 s(t)  包含多个频率时,是的频谱,而y(t)的频谱可以写为:以下面6射线模型为例考虑,幅度可以定义为::[1,,-,,-,]我们仅考虑两种到达时间分布:第一种::[0,1,2,3,4,5]第二种::[0,,,,,]在第一种情况下,第一次到达和最后一次到达的时延间隔是5,。考虑传输信号是一个每隔5有一次冲击的方波。;an=[1,,-,,-,];tn=[0,1,2,3,4,5;0,,,,,];signal=[0,zeros(1,0),ones(1,501),zeros(1,1000)];%transmittedsignalfork=1:2;%fortwocasefori=1:6;ray(i,:)=an(i)*[0,zeros(1,(100*tn(k,i))),ones(1,501),zeros(1,(100