无线通信系统中信道的仿真研究

李 芬

（东海县科技情报研究所，江苏 东海 222300）

无线通信系统中信道的仿真研究

李 芬

（东海县科技情报研究所，江苏 东海 222300）

近年来，无线通信得到了多方面的利用，因为它有很多优点，在将来的个人通信网络中也会产生巨大的作用。无线通信现是当前通信领域最活跃、发展最为迅速的领域之一。随着现代生活对无线通信服务行业要求的逐步提升，无线通信信道的探究成为一个难点。在无线通信系统解析和设计的探究中，无线电波传播的环境决定了无线信道的衰落特性。不同的环境，其传播特点也不一样。通信环境是非常复杂的，在运动中进行通信，使得无线信道的特性非常复杂。文章对此进行了研究，希望能提出有价值的参考意见。

无线通信；信道；仿真

1 无线通信介绍

无线通信技术的运用是近代交通技术快速成长和经济成长的产品，在生成型过渡到信息时期的人类时期，希望实现无论何人随时随地都能得到全世界的交流信息的目标。经过大量的实践证明，这一目标可以由无线通信来实现。由于人们越来越重视无线通信的成长，无线通信已经成为当代通信技术的发展方向。

无线通信的主要特点如下：

（1）使用无线电波来传输信息的无线通信。无线电波必须在基站和无线通信的用户之间传输。但是无线通信环境十分繁琐，使无线电波传输很不方便，载波的传输一般是一个叠加的直达波和绕射波，随着时间变化的反射波、散射波，引起信号场强高低变换，110 Hz是最大差别。这种现象被称为衰落。无线电台在恒定的运动中，速率达到一定程度的时候，不变点收到的载波速率会依照不一样的行动速率引发不一样的速率偏移，这都会引起信号强度幅值，相位随着时间、地点不停地改变，极大地影响通信的质量。那么这些目标就需要无线通信系统的设想，必须采用抗衰落的方案，来保证通信的质量。

（2）在强干扰环境下的无线通信工作。在无线通信过程之中，不但自身会产生各种干扰，而且还会有来自外部的干扰，比如城市噪声、各种车辆发动机点火噪声等等。所以，在程序设想方案和网络之间充分考虑各种干扰问题是非常有必要的。

（3）有限的通信能力。必须合理安排和分配的频率作为资源。能够使用的信道容量极为有限，因为无线通信有适合的频段来操作。为了满足用户的需求，在已有的频段才能查找设备，像载带、载带隙、信道复用等都可以这样解决。目前，信道复用的方法是用来扩展容量和增加用户容量。所有的城市需要作出长久的容量计划，以满足未来发展需要。

（4）通信系统的复杂性。由于在通信区内的无线电台任何时间都能够运动，所以要对随机选择的无线频道、频度效率和速率控制、地点注册、跨区切换和漫游等技术进行监控。这使得它比固定网络更加复杂。

（5）广播电台的要求。广播台在外界一直没有确定的地点，外界对其干扰非常难预测，所以需要一个强大的接收能力强的电台。另外，需要其具备性能可靠、携带方便、体积小、耗能低、耐高温的特点。同时，尽可能地让客户能简便操控，尽快适应新的工作，开发新的技术，满足不同人的需要。

2 无线通信信道

环境是无线通信系统最主要的要素。这是一个很繁琐的传送方式。这不是固定和可预感到的有线信道的无线渠道。此外，无线电台的方向和速度，对无线对象附近的信号有很大影响。综上所述，能够肯定无线通信信道是一种根据时间、空间等外界成分的改变而改变的环境。无线通信信道衰落分类如图1所示。

图1 无线通信信道衰落分类

3 信道仿真

3.1 高斯白噪声信道

信号传输中最基本的一种信道是加性高斯白噪声信道，加性高斯白噪声信道是高斯分布的噪声信号，增加信号使其产生相应的偏移和噪声值通过信道信号，并围绕平均值随机波动。通过探究蒙特卡罗的仿真原理；依靠加性白高斯噪声信道的特点，文章挑选出几个适合的参量：仿真结果误差，置信度和最大相对误差；提出了仿真数据信道选择的一般结论。用MATLAB建立高斯白噪声信道的误码率如图2所示。

图2 高斯白噪声信道误码率

3.2 Rayleigh信道

在无线通信信道中，Rayleigh信道是一种分布类型，它描绘了平坦衰落讯号会改变的特征和多条路径的时变特征。

瑞利分布的情况如下：各组成部分应具有随机的振幅和相位，并满足统计独立性的条件；每一个部件都有大约相等的功率；随机的相位在[0，2π]内均匀分布；信号至少有5个独立的路径。

当发射天线和接收天线不存在作为一个路径，衰落幅度是根据瑞利分布：

其中 x和y都是均值为0。

瑞利衰落幅度的概率密度函数：

式中：r为衰落信号幅度；σo为均方根电压的接收信号包络检测值。在接收信号包络时间平均功率（方差）前进行包络检测，瑞利信道与高斯信道的误码率对比如图3所示。

图3 瑞利信道与高斯白噪声信道误码率对比

4 结语

本文对加性高斯白噪声信道、Rayleigh信道作了仿真实验。由仿真结果知，在同样的信噪比前提下，信号在Rayleigh信道中的误码率稍稍比加性高斯白噪声信道差。当信号的信噪比比5分贝低的时候，Rician信道的误码率与加性高斯白噪声信道差不多。

[1]樊昌信，张甫翊.通信原理[M].6版.北京：国防工业出版社，2006.

[2]李建东，郭梯云，邬国扬.无线通信[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006.

[3]范平志，邓平.蜂窝网无线定位[M].北京：电子工业出版社，2002.

[4]吴志忠.无线通信无线电波传播[M].北京：人民邮电出版社，2002.

Research on simulation of channel in wireless communication system

Li Fen
（Donghai County Institute of Science and Technology, Donghai 222300, China）

In recent years, wireless communication has been used in many aspects, because it has many advantages in personal communication network which will play a great role in the future.Wireless communication is one of the most active and fastest developing fields in the communication area.With the requirement of wireless communication service industry gradually improve, the wireless communication channel has become a diffcult problem to explore, the radio propagation environment determines the fading characteristics of wireless channel. Different environment has different propagation characteristics.The communication environment is very complex, and the communication in motion makes the characteristics of wireless channel much complex. This article has carried on the research, hoping to propose valuable reference.

wireless communication; channel; simulation

李芬（1978— ），女 ，江苏东海。