comm.rayleighchannel.
通过多径瑞利衰落信道对输入信号进行滤波
描述
的comm.rayleighchannel.System对象™通过多径瑞利衰落通道过滤输入信号。有关衰落模型处理的更多信息，请参阅模拟多路径褪色频道的方法．
使用多径瑞利衰落信道对输入信号进行滤波:
创造
comm.rayleighchannel.对象，并设置其属性。使用参数调用对象，就像调用函数一样。
要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象？．
创建
描述
瑞利坎= comm.RayleighChannel
瑞利坎= Comm.RayLeighChannel（名称，值）comm.rayleighchannel（'将输入信号采样率设置为2。采样率'，2）
特性
使用
描述
输入参数
输出参数
对象功能
要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，要发布命名的系统对象的系统资源obj.，使用此语法：
释放（obj）
例子
使用两个随机数生成方法产生相同的瑞利通道输出
这个例子展示了如何使用两种不同的随机数生成方法产生相同的多径瑞利衰落信道响应。多径瑞利衰落信道系统对象™包含两种随机数生成方法。您可以使用当前全局流或mt19937ar算法指定种子。通过与全局流交互，System对象可以从这两个方法产生相同的输出。
创建PSK调制器System对象来调制随机生成的数据。
pskmodulator = comm.pskmodulator;ChannelInput = PSKModulator（RANDI（[0 pskmodulator.modulationorder-1]，1024,1））;
创建一个多径瑞利衰落信道System对象，指定随机数生成方法为my19937ar算法，随机数种子为22。
Rayleighchan = Comm.RayLeighChannel（．..'采样率'，10e3，．..“PathDelays”，[0 1.5E-4]，．..'平均水平'3 [2],．..'验证阑尾'，真的，．..“MaximumDopplerShift”，30，．..'dopplerspectrum'，{doppler（'高斯'，0.6），多普勒（“平”)},．..'ronorstream'，“与种子mt19937ar”，．..“种子”, 22岁,．..“PathGainsOutputPort”,真正的);
利用多径瑞利衰落信道系统对象对调制数据进行滤波。
[chanout1，pathgains1] = rayleighchan（channicinput）;
设置System对象使用全局流来生成随机数。
释放(rayleighchan);rayleighchan。随机阵容='全球流'；
将全局流设置为具有在创建多径瑞利衰落通道系统对象时指定的相同种子。
RNG（22）
再次使用多径瑞利衰落信道系统对象对调制数据进行滤波。
[chanOut2, pathGains2] = rayleighchan (channelInput);
验证两种方法的通道和路径增益输出是否相同。
isequal (chanOut1 chanOut2)
ans =逻辑1
Isequal（pathgains1，pathgains2）
ans =逻辑1
多径瑞利衰落信道的脉冲和频率响应显示
此示例显示了如何创建频率选择性多径瑞利衰落通道系统对象，并显示其脉冲和频率响应。
将采样率设置为3.84 MHz。使用ITU PeStrian B Channel配置指定路径延迟和增益。将最大多普勒移位设置为50 Hz。
fs = 3.84 e6;％Hz.路径延迟= [0 200 800 1200 2300 3700]*1e-9;%交会avgpathgains = [0 -0.9 -4.9 -8 -7.8 -23.9];％ D bFD = 50;％Hz.
使用前面定义的属性创建一个多径瑞利衰落信道系统对象，并可视化脉冲响应和频率响应图。
Rayleighchan = Comm.RayLeighChannel（'采样率'，fs，．..“PathDelays”pathDelays,．..'平均水平'，avgpathgains，．..“MaximumDopplerShift”，FD，．..'可视化'，“脉冲和频率响应”）;
生成随机二进制数据并通过多径瑞利衰落信道。脉冲响应图使您能够识别单个路径及其相应的滤波系数。频率响应图显示了国际电联行人B通道的频率选择特性。
X = RANDI（[0 1]，1000,1）;y =瑞利奇（x）;
通过使用正弦曲线技术模型多径瑞利衰落通道
该示例示出了在不连续发送数据的情况下如何维护信道状态。创建多径瑞利渐渐衰减通道系统对象，并使用正弦曲线技术通过它通过数据。
设置频道属性。
fs = 1000;采样率(Hz)路径延迟= [0 2.5e-3];％路径延迟pathpower = [0 -6];％PATH POWER（DB）FD = 5;％最大多普勒班次（Hz）ns = 1000;％样本数量nsdel = 100;%延迟路径采样数
定义要传输数据的整体仿真时间和三个时间段。在这种情况下，通过1000 Hz采样率模拟通道的1S。在时间为0.在0.1 s，0.4 s和0.7 s时发送三个100样本的连续数据序列。
to0 = 0.0;to1 = 0.1;to2 = 0.4;to3 = 0.7;t0 =（to0：ns-1）/ fs;％传输0.t1 =奖金+ (0:nsdel-1) / fs;％变速器1t2 = to2 +（0：nsdel-1）/ fs;％传输2t3 =版本+ (0:nsdel-1) / fs;％传输3.
生成与之前定义的时间间隔相对应的随机二进制数据。
d0 = randi（[01]，ns，1）;d1 = randi（[01]，nsdel，1）;d2 = randi（[0 1]，nsdel，1）;d3 = randi（[01]，nsdel，1）;
创建一个频率平坦的多径瑞利衰落系统对象，指定正弦和衰落技术。为了使结果可以重复，请指定一个种子值。使用默认的InitialTime属性设置使衰落通道将从时间模拟0.使得路径增益输出。
rayleighchan1 = comm.RayleighChannel ('采样率'，fs，．..“MaximumDopplerShift”，5，．..'ronorstream'，“与种子mt19937ar”，．..“种子”，17，．..'fadingtechnique'，正弦信号的总和，．..“PathGainsOutputPort”,真正的);
创建多径瑞利渐渐衰落通道系统对象的克隆。将源设置为初始时间，以便在使用系统对象时可以将衰落信道偏移时间指定为输入参数。
rayleighchan2 =克隆(rayleighchan1);rayleighchan2。InitialTime年代ource =输入端口的；
将随机二进制数据通过第一多径瑞利衰落信道Rayleighchan1.．通过所有1000个时间样本传输数据。对于此示例，仅需要复杂的路径增益。
[〜，pg0] =瑞利奇坎1（D0）;
通过第二多径瑞利衰落通道系统对象传递随机数据，Rayleighchan2.，其中初始时间偏移量作为输入参数提供。
[~, pg1] = rayleighchan2 (d1,奖金);[~, pg2] = rayleighchan2 (d2,拽着);[~, pg3] = rayleighchan2 (d3,版本);
通过使用通过使用两个通道处理的样本数量信息对象的功能。的Rayleighchan1.对象处理1000个样本，而且Rayleighchan2.对象仅处理300个样本。
g =信息（瑞利琴1）;H = INFO（RAYLEIGHCHAN2）;[g.numsamplesprocessed h.numsamplesprocessed]
ans =1×21000 300.
将路径增益转换为分贝。
pathGain0 = 20 * log10 (abs (pg0));pathGain1 = 20 * log10 (abs (pg1));pathGain2 = 20 * log10 (abs (pg2));pathGain3 = 20 * log10 (abs (pg3));
绘制连续和不连续病例的路径增益。三个部分的收益与连续案例的增益相匹配。两种亮点的对准使得正弦曲线技术总和技术适合于模拟分组数据，因为即使在不发送数据时也保持了信道特性。
绘图（T0，Pathgain0，'r--')举行在绘图（T1，Pathgain1，'B'）绘图（T2，Pathgain2，'B'）绘图（T3，Pathgain3，'B'）网格Xlabel（'时间（秒）'）ylabel（'路径增益（DB）'） 传奇（'连续的'，'不连续'，'地点'，'nw'） 标题（“连续和不连续传输路径增益”）
使用INFO方法来重现多径瑞利衰落信道响应
此示例显示了如何使用ChannelWilterCoeffients.归还的财产信息的目标函数comm.rayleighchannel.系统目标重现多帧多径瑞利衰落信道输出。
创建多径rayleigh衰落通道系统对象，定义两个路径并指定数据以通过通道。
Rayleighchan = Comm.RayLeighChannel（'采样率'，1000，“PathDelays”，[0 1.5E-3]，．..'平均水平'，[0 -3]，“PathGainsOutputPort”，真的）
Rayleighchan = Comm.RayLeighChannel具有属性：SAMPLERE：1000 PATHDELAYS：[0 0.0015]普通PATHALGAINS：[0 -3] InclandizePathgains：True MaximumDopplersHift：1.0000E-03 DopplersPectrum：[1x1 struct]显示所有属性
数据= randi([0 1]，600,1);
通过频道传递数据。分配ChannelWilterCoeffients.变量的属性值COEFF.．在一个for循环中，计算存储在路径延迟位置处的分数延迟输入信号COEFF.，应用路径增益，并将结果和所有路径的结果总和。比较Multipath Rayleigh衰落通道系统对象的输出（chanout1)的输出复制使用路径增益和ChannelWilterCoeffients.Multipath Rayleigh衰落通道系统对象的属性（chanout2）。
chaninfo =信息（瑞利赫坎）;coeff = chaninfo.cannelfiltercoeffients;np = length（rayleighchan.pathdelays）;状态=零（尺寸（coeff，2）-1，尺寸（coeff，1））;nframes = 10;chkchan =零（nframes，1）;为了jj = 1: nFrames data = randi([0 1]，600,1);[chanout1, pg] = rayleighchan(数据);fracdelaydata = 0(大小(数据,1),Np);%计算延迟输入信号的分数。为了II = 1：NP [Fracdelaydata（：，ii），状态（：，ii）] =．..过滤器（Coeff（ii，:)，1，数据，状态（：，ii））;结束％应用路径增益并将结果与所有路径一起。比较%通道输出，chanout1和chanout2。chanout2 = sum（pg。* fracdelaydata，2）;Chkchan（JJ）= Isequal（Chanout1，Chanout2）;结束chkChan”
ans =1×101 1 1 1 1 1 1 1 1 1
验证瑞利通道路径增益的自相关
验证从瑞利通道系统对象输出的路径增益的自相关是一个贝塞尔函数。根据[1]和[2]附录A的结果，我们知道当路径增益输出的自相关为贝塞尔函数，多普勒谱为杰克形时。
初始化仿真参数。
Rsym = 9600;％输入信号符号率（符号/秒）SPS = 10;每个输入符号的样本数量Fs = sps * Rsym;%输入信号采样频率(采样/秒)Ts = 1 / f;％输入信号采样周期（秒）numsym = 1e6;模拟输入符号的％总数numsamp = numsym * sps;%要模拟的信道样本总数FD = 100;％最大多普勒频移（Hz）num_acsamp = 5000;计算复杂衰落过程的自动变量的百分比数量numtx = 1;百分比的发射天线数量numrx = 1;%接收天线数numsin = 48;%正弦波数frameLen = 10000;numFrames = numsamp / frameLen;
配置RAYLEIGH频道系统对象。
陈= comm.RayleighChannel ('fadingtechnique'，正弦信号的总和，．..“NumSinusoids”，numsin，'ronorstream'，“与种子mt19937ar”，．..“PathDelays”，0，'平均水平'，0，'采样率'，fs，．..“MaximumDopplerShift”，FD，“PathGainsOutputPort”,真正的);
对随机比特流应用DPSK调制。
Tx = RANDI（[0 1]，NUMSAMP，NUMTX）;％随机比特流dpsksig = dpskmod（tx，2）;% DPSK信号
将调制过的信号通过信道。
outsig = zeros（numsamp，numrx）;pg_rx = zeros（numsamp，numrx，numtx）;为了frmNum = 1:numFrames [outsig((1:frameLen)+(frmNum-1)*frameLen，:)，路径增益]= chan(dpskSig((1:frameLen)+(frmNum-1)*frameLen，:);为了i = 1：numrx pg_rx（（1：framelen）+（frmnum-1）* framelen，i，:) = pathgains（：，:,：，i）;结束结束
使用每个天线接收的通道路径增益，计算每个发送接收路径的衰落过程的自电转换。
autocov = 0 (frameLen + 1, numrx numtx);autocov_normalized_real = 0 (num_acsamp + 1, numrx numtx);autocov_normalized_imag = 0 (num_acsamp + 1, numrx numtx);为了i = 1：numrx模拟复杂衰落过程的％计算自动控制性为了j = 1：numtx autocov（：，i，j）= xcov（pg_rx（：，i，j），num_acsamp）;归一化自体转换的％真实部分真正autocov_normalized_real (:, i, j) = (autocov (num_acsamp + 1:最后,我,j) / autocov (num_acsamp + 1, i, j));归一化自电子权重的％的虚构部分autocov_normalized_imag（：，i，j）= imag（autocov（num_acsamp + 1：end，i，j）/ autocov（num_acsamp + 1，i，j））;结束结束
使用besselj函数计算复杂衰落过程的理论自体转换。
RRR =零（1，num_acsamp + 1）;为了n = 1：1：num_acsamp + 1 rrr（n）= besselj（0,2 * pi * fd *（n-1）* ts）;结束rrr_normalized = rrr / rrr（1）;
显示Autocovariance比较瑞利频道系统对象和贝塞尔函数的结果。
子图（2,1,1）plot（autocov_normalized_real，“b -”)举行在绘图（RRR_NORMALIZE，'r-')举行离开传奇（“使用comm.RayleighChannel”，使用第一类贝塞尔函数） 标题（“Rayleigh Process的真实部分的自动转移”) subplot(2,1,2) plot(autocov_normalized_imag) legend(“使用comm.RayleighChannel”） 标题（“瑞利工艺的虚构部分的自动转移”）
计算均方误差。
act_mse_real = ((autocov_normalized_real-repmat (Rrr_normalized。',1,numrx, numtx)) ^ 2, 1) /尺寸(autocov_normalized_real, 1)
act_mse_real = 7.0043 e-08
Act_mse_imag = sum（（autocov_normalized_imag-0）。^ 2,1）/大小（autocov_normalized_imag，1）
ACT_MSE_IMAG = 4.1064E-07
参考文献
1. DET，P.，G.E.billowley，和t. croft。“杰克斯衰落模型重新审视。”电子字母29，不。13（1993）：1162。https://doi.org/10.1049/el:19930777。
2.Pätzold，马蒂亚斯。移动褪色渠道．奇琴斯特，英国：约翰瓦利＆Sons，Ltd，2002. https://doi.org/10.1002/0470847808
更多关于
频道可视化
的comm.rayleighchannel.系统对象使通道脉冲响应、频率响应和多普勒频谱可视化。
笔记
显示和指定的路径增益位置可以相差多达输入采样时间的5%。
可视化显示速度由组合控制
Samplestodisplay.财产和零件播放>减少更新以提高性能范围菜单项。减少显示和启用更新的样本的百分比可以加速可视化范围的渲染。手动关闭可视化范围后，对系统对象的调用以其正常速度执行。
代码生成才可用
可视化属性设置为'离开'．
脉冲响应
脉冲响应范围显示路径增益，通道滤波器系数和内插路径增益。在对应于指定的时实例发生路径增益pathdelays.属性，可能与输入采样时间不一致。信道滤波系数被用来模拟信道。它们由实际路径增益插值，并与输入采样时间对齐。在路径增益与采样时间对齐的情况下，路径增益重叠滤波器系数。Sinc插值用于连接通道滤波器系数，并显示为插值路径增益。这些点仅用于显示目的，不用于后续的通道滤波。对于平坦衰落信道(一条路径)，不显示sinc插值曲线。对于所有脉冲响应图，框架和样本编号显示在范围的左上角。
脉冲响应绘图与相同的工具栏和菜单共享dsp。ArrayPlot系统对象。
当指定的路径增益与采样率对齐时，路径增益和信道滤波器系数重叠。在该图中，脉冲响应显示路径增益重叠滤波器系数。
如果指定的路径增益未与采样率对齐，则路径增益和通道滤波器系数不会重叠。在该图中，滤波器系数同样分布。路径增益不会与信道滤波器系数重叠，因为路径增益未与采样率对齐。
该图显示了频率平通道的脉冲响应。在这种情况下，未显示内插路径。
频率响应
频率响应范围通过采用信道滤波器系数的离散傅里叶变换来显示多径瑞利衰落信道频谱。频率响应块共享相同的工具栏和菜单dsp.spectrumanalyzer.系统对象。
基于该图的绘图的Y轴限制验证阑尾和AveragePathGains属性comm.rayleighchannel.系统对象。
此表显示了其他选定的默认频谱设置。可以使用默认值更改这些设置查看>频谱设置菜单。
| 频谱设置 | 价值 |
|---|---|
| 主要选择>类型 |
|
| 主要选择>窗口长度 | 频道过滤器长度 |
| 主要选择>NFFT. |
|
| 窗口选项>窗口 |
|
| 追踪选项>单位 |
|
该图示出了频率选择通道的频率响应图。
多普勒频谱
多普勒频谱绘图显示理论多普勒频谱和经验确定的数据点。理论数据显示为非静态通道的情况以及静态信道的点。经验数据显示为*符号。在更新实证图之前，内部缓冲区必须完全填充过滤的高斯样本。经验绘图是从每个完整缓冲区计算的频谱的运行平均值。对于非静态通道，在绘图的左上角显示下一个更新之前所需的输入样本数。所需的样本数量是采样率的函数和最大多普勒偏移。对于静态频道，文本“为下一次更新重置衰落信道“ 被展示。
参考文献
[1]oestges，claude和bruno clerckx。MIMO无线通信:从真实世界的传播到空时编码设计．1 ed。波士顿，马：elsevier，2007年。
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[3]kkermoal, j.p.， L. Schumacher, k.i Pedersen, P.E. Mogensen和F. Frederiksen。随机MIMO无线信道模型与实验验证IEEE通信选定领域期刊20日,没有。6(2002年8月):1211-26。https://doi.org/10.1109/JSAC.2002.801223。
[4]Jeruchim, Michel C.， Philip Balaban，和K. Sam Shanmugan。仿真通信系统．第二版。波士顿，马：斯普林克美国，2000年。
[5]Patzold，M.，Cheng-Xiang Wang和B. Hogstad。“两种基于新的正弦曲线的方法，用于高效生成多个不相关的瑞利衰落波形。”IEEE无线通信汇刊8，不。6（2009年6月）：3122-31。https://doi.org/10.1109/twc.2009.080769。
扩展能力
另请参阅
对象
功能
块
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