无线通信与光通原理实验.docVIP

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 实验目的：理解在时域和频域的多径信道响应写出报告。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。 A . s(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Matlab code(mulitath_fading_w.m): clear all; %amplitudes of 7 multipath arrivals a=[0.6154 0.7919 0.9218 0.7382 0.1763 0.4057 0.9355]; %arrival times of 7 multipath arrivals t=[0.9169 0.4103 0.8936 0.0579 0.3529 0.8132 0.0099]; i=0; %frequency index for w=0:0.05:100; %angular frequencies multipath_arrival=a.*exp(j*w*t); i=i+1; abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival)); %the i_th transfer function end w=0:0.05:100; plot(w,abs_H) ylabel(amplitude of transfer function) xlabel(angular frequency) title(frequency dependent multipath fading) 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： 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（two_ray_model.m） clear all; ht=10;hr=2; c=3e8;f=1e9;l=c/f; R=-1; d=1:0.5:10000; 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(two ray model) B s(t)包括多个频率分量（A s(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： ：[1,0.3,-0.8, 0.5,-0.4,0.2] 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：：[0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5] 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，而在第二种下只有0.5。考虑传输信号是一个每隔5有一次冲击的方波。 时域图 图4 两种情况下的传输和接收信号 参考代码multi_freq_time.m clear all; an=[1,0.3,-0.8,0.5,-0.4,0.2];tn=[0,1,2,3,4,5;0,0.1,0.2,0.3,0.4,0