通信原理实验 Matlab仿真基础

资 源 简 介

通信原理实验 Matlab仿真基础

详 情 说 明

在无线通信系统设计中，了解接收端信号的统计特性至关重要。当发射端与接收端之间没有直达路径，且存在大量随机分布的障碍物时，信号会经历多径传播效应。这种情况下，接收信号可视为多个反射信号的叠加。

（1）接收正弦波相位分布 每个反射信号到达接收端时具有随机相位，这是由于传播路径长度不同导致的。相位可视为在[0,2π]区间内均匀分布的随机变量。通过Matlab仿真生成大量随机相位样本，可以验证其直方图呈现均匀分布特征。

（2）接收信号幅度统计特性 接收信号的幅度是所有反射信号矢量和的结果。通过仿真计算可发现： 均值趋近于零，因为各反射信号的相位随机性导致矢量叠加后正向与负向分量相互抵消。 方差与反射信号数量N和单路信号能量E相关。概率密度函数图呈现典型的多径衰落特征。

（3）Rayleigh分布验证 当多径信号数量足够大时，接收信号幅度服从Rayleigh分布，其概率密度函数由参数σ=√(NE/2)决定。仿真结果应与理论曲线高度吻合： 理论期望值：σ√(π/2) 理论方差：(2-π/2)σ²

（4）移动接收机的信号包络 固定障碍物位置时： 低速运动（1m/s）下信号包络变化平缓，呈现大尺度衰落特征。 高速运动（10m/s）下包络波动剧烈，这是由于多普勒效应导致信道快速时变。对比两条曲线可直观理解移动速度对信道相干时间的影响。

该仿真实验揭示了多径环境下的信号统计规律，为抗衰落技术（如分集接收）的设计提供了理论基础。Rayleigh分布与实测数据的匹配验证了经典理论的适用性。