1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会的发展，人们对通信的需求日益迫切，对通信的要求也越来越高。理想的目标是能在任何时候、 与任何人都能及时沟通联系、交流信息。移动通信系统是实现这种愿望的支撑系统之一，智能终端的普及以及移动业务应用的蓬勃发展，促使移动互联网呈现出爆炸式发展趋势。数据表明，2020年后，现阶段部署的4g技术已经无法满足日益增长的移动互联网和物联网业务的发展需求。这正是5g发展的重要驱动力。而在无线局域网和5g移动系统中，室内信道的los 传播典型地满足莱斯分布。

fpga芯片具有极强的实时性和并行处理能力。其在通信领域的应用，大大改善了现代通信系统的性能，也极大推动了系统芯片（soc）的发展。随着无线通信的宽带gsm，cdma标准的转移和高速数据传送网络对xdsl的要求，基于内嵌dsp/cpu的fpga soc将更有前途。今后高速dsp应用技术的发展趋势，将是以系统芯片为核心，信息处理速度将达到每秒几十亿次乘加运算，因此，只有fpga芯片才能肩负此重任。

对移动无线通信系统而言，因为传播环境的复杂性和多样性，无线信道的特性在接收机的设计中扮演着至关重要的角色。介绍利用matlab及fpga对移动无线信道进行仿真的方法，得到了传输信号在小尺度衰落信道(主要是莱斯衰落信道)的传输特性的估计以及qpsk调制信号在莱斯衰落信道中传播的性能估计。所得的这些结果，能够较为准确地模拟实际无线信道的主要特性，并且具有复杂度低和易于实现等优点，在通信理论研究中有较高的应用价值。

2. 研究的基本内容与方案

本文首先研究莱斯信道建模原理。通过阅读文献，明白多径衰落效应以及两类衰落模型：瑞利衰落信道、多径和选择衰落信道。因为室内信道的LoS典型满足莱斯分布，所以首先了解室内无限传播的特点，确定室内无线信道模型。然后确定模型的各个参数。

之后进行Matlab仿真。莱斯分布的随机变量h可以建模为
h = 直射分量 rayleigh随机变量
首先确定K因子，即直射分量(常数)与rayleigh随机变量的能量比
K = 直射分量能量/rayleigh能量

根据信道归一化要求E{|h|^2} = 1，h可以归一化为如下所示：

h = sqrt(K/(K 1)) sqrt(1/(K 1)) * rayleigh随机变量。
根据上式产生信道增益即可。在matlab中rayleigh信道的随机数可以由random函数或者raylrnd产生，归一化之后为

h=random('raylrnd',1,11)/sqrt(pi/2);

在此基础上，进一步采用FPGA设计一个莱斯信道仿真器。以Clarke信道模型为参考，采用基于Jakes模型的改进算法，使用Quartus II以及modelsim软件联合模拟实现频率选择性衰落信道。信道仿真器实现四根天线数据的上行接收，每条天线由八条可分辨路径，每条分辨路径由64个反射体构成。每根天线可分辨路径和反射体的数目可以独立配置。通过对每个反射体初始角度和初始相位的设置，并且保证反射体的角度和相位是均匀分布的随机数，使得同一条路径不同反射体之间呈现非相关特性，得到的多径传播信道便是一个离散的广义平稳非相关散射模型。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

第4－9周：学习莱斯信道建模原理，采用matlab仿真莱斯信道。

第10－12周：采用fpga设计莱斯信道仿真器。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李平安,刘泉.宽带移动通信原理及应用 (双语版）.高等教育出版社,2016.

[2] 吴志中.移动通信无线电传播.北京:人民邮电出版社,2002

[3] m. dohler,yonghui li.协同通信:物理层、信道模型和系统实现.北京:机械工业出版社,2011