1.算法概述
無(wú)線信道的小尺度衰弱特征可以分為三大類：
一類是由于多徑傳播導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)幅度衰落；
一類是由于多徑的時(shí)延擴(kuò)展引起時(shí)間色散導(dǎo)致的信道衰弱；
一類是由于多普勒擴(kuò)展引起頻率色散導(dǎo)致的信道衰弱。
當(dāng)發(fā)射信號(hào)通過(guò)無(wú)線信道傳播時(shí)，信號(hào)參數(shù)和信道時(shí)間色散與頻率色散參數(shù)之間的關(guān)系決定了發(fā)射信號(hào)所經(jīng)歷的小尺度衰弱類型。
瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一種無(wú)線電信號(hào)傳播環(huán)境的統(tǒng)計(jì)模型。這種模型假設(shè)信號(hào)通過(guò)無(wú)線信道之后，其信號(hào)幅度是隨機(jī)的，即“衰落”，并且其包絡(luò)服從瑞利分布。這一信道模型能夠描述由電離層和對(duì)流層反射的短波信道，以及建筑物密集的城市環(huán)境。瑞利衰落只適用于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)不存在直射信號(hào)（LoS，Line of Sight）的情況，否則應(yīng)使用萊斯衰落信道作為信道模型。 ????
瑞利衰落（Rayleigh Fading）：在無(wú)線通信信道中，由于信號(hào)進(jìn)行多徑傳播達(dá)到接收點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)來(lái)自不同傳播的路徑，各條路徑延時(shí)時(shí)間是不同的，而各個(gè)方向分量波的疊加，又產(chǎn)生了駐波場(chǎng)強(qiáng)，從而形成信號(hào)快衰落稱為瑞利衰落。瑞利衰落屬于小尺度的衰落效應(yīng)，它總是疊加于如陰影、衰減等大尺度衰落效應(yīng)上。
由于多徑和移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)等影響因素，使得移動(dòng)信道對(duì)傳輸信號(hào)在時(shí)間、頻率和角度上造成了色散，如時(shí)間色散、頻率色散、角度色散等等，因此多徑信道的特性對(duì)通信質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，而多徑信道的包絡(luò)統(tǒng)計(jì)特性成為我們研究的焦點(diǎn)。根據(jù)不同無(wú)線環(huán)境，接收信號(hào)包絡(luò)一般服從幾種典型分布，如瑞利分布。
當(dāng)信道中不存在一個(gè)較強(qiáng)的直達(dá)徑時(shí)，其信號(hào)包絡(luò)服從是瑞利分布。在移動(dòng)無(wú)線信道中，Rayleigh分布是常見的用于描述平坦衰落信號(hào)或獨(dú)立多徑分量接收包絡(luò)統(tǒng)計(jì)時(shí)變特性的一種分布類型。眾所周知，兩個(gè)正交的噪聲信號(hào)之和的包絡(luò)服從Rayleigh分布。Rayleigh分布的概率密度函數(shù)(pdf)為：
環(huán)境條件：
通常在離基站較遠(yuǎn)、反射物較多的地區(qū)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間沒有直射波路徑，存在大量反射波；到達(dá)接收天線的方向角隨機(jī)且在（0~2π）均勻分布；各反射波的幅度和相位都統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。
根據(jù)ITU-RM.1125標(biāo)準(zhǔn)，離散多徑衰落信道模型為
多徑衰落信道模型框圖如圖2所示：
2.仿真效果預(yù)覽
MATLAB2022A仿真結(jié)果：
3.核心MATLAB預(yù)覽
delay=[0 300 700 1000 1500];
power=[0 -1 -9 -10 -12];
y_in=[zeros(1,delay(5)) SignalInput]; %為時(shí)移補(bǔ)零
y_out=zeros(1,LengthOfSignal); %用于信號(hào)輸出
for i=1:5
f=1:2*fm-1; %通頻帶長(zhǎng)度
y=0.5./((1-((f-fm)/fm).^2).^(1/2))/pi; %多普勒功率譜(基帶)
Sf=zeros(1,LengthOfSignal);
Sf1=y;%多普勒濾波器的頻響
Sf(fc-fm+1:fc+fm-1)=y; %(把基帶映射到載波頻率)
x1=randn(1,LengthOfSignal);
x2=randn(1,LengthOfSignal);
nc=ifft(fft(x1+i*x2).*sqrt(Sf)); %同相分量
x3=randn(1,LengthOfSignal);
x4=randn(1,LengthOfSignal);
ns=ifft(fft(x3+i*x4).*sqrt(Sf)); %正交分量
r0=(real(nc)+j*real(ns)); %瑞利信號(hào)
r=abs(r0); %瑞利信號(hào)幅值
y_out=y_out+r.*y_in(delay(5)+1-delay(i):delay(5)+LengthOfSignal-delay(i))*10^(power(i)/20);
end
A66
