超寬帶室內(nèi)信道仿真分析
加入技術(shù)交流群
2 信道數(shù)學(xué)模型的建立
2．1 S-V信道模型
由于超寬帶技術(shù)主要應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，所以人們對超寬帶信道的建模主要集中在室內(nèi)環(huán)境。由于墻壁、家具、人等障礙物的存在，UWB脈沖通常會發(fā)生反射、衍射等現(xiàn)象，且發(fā)送端與接收端很少存在視距傳播路徑(LOS)，因此UWB室內(nèi)傳播時(shí)的多徑現(xiàn)象嚴(yán)重且第一徑通常不具有最大能量。到目前為止，人們已經(jīng)提出了多種UWB室內(nèi)信道模型，如△-K模型、POCA-NAZA模型、S—V模型和IEEE802．15．3a室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)信道模型等。目前普遍認(rèn)可的對于室內(nèi)超寬帶傳輸特性描述較好的是基于分簇方式的模型，該模型首先由Turin于1972年提出，后來Saleh和Valen zuela在對寬帶信號的研究中提出了進(jìn)一步規(guī)范化的模型，得到了普遍認(rèn)可，即S—V模型，基物理描述如下：多徑信號不是按著固定的速率均勻到達(dá)接收機(jī)，而是以簇(Cluster)的形式，分成一簇一簇地到達(dá)。S—V信道模型是一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型，由實(shí)測數(shù)據(jù)建模而成，在該模型中，來自同一個(gè)脈沖的多徑分量以簇的形式到達(dá)接收機(jī)，簇到達(dá)時(shí)間被建模成一個(gè)速率為A的泊松過程
為第l簇內(nèi)的第k徑的平均功率；Γ為簇功率衰減因子；γ為多徑的功率衰減因子。雖然在該統(tǒng)計(jì)模型中多徑數(shù)目可以為無窮大，但是在實(shí)際測試中，當(dāng)l或k比較大時(shí)，βk,l近似為零。
2. 2 修正S-V信道模型
S—V模型是一個(gè)適合仿真研究使用的完整的多徑模型，但存在幾個(gè)問題，首先，S—V信道能夠準(zhǔn)確地反應(yīng)室內(nèi)LOS環(huán)境的傳播規(guī)律，但對于NLOS環(huán)境的性能明顯不足；其次，模型無法準(zhǔn)確預(yù)測特定環(huán)境的多徑傳播特性；最后，在實(shí)際應(yīng)用中存在模型輸入?yún)?shù)獲取困難的問題。為與超寬帶實(shí)測實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)更吻合，802．15．3a工作組對S—V模型進(jìn)行了一些修改，建議利用對數(shù)正態(tài)分布而不是瑞利分布來描述多徑增益幅度，第一簇內(nèi)部各路徑之間是獨(dú)立的衰減機(jī)制，用另一個(gè)對數(shù)正態(tài)分布隨機(jī)變量表示總多徑增益的波動(dòng)，簇和簇內(nèi)路徑的到達(dá)時(shí)間分別是用獨(dú)立的泊松過程來描述，信道沖激響應(yīng)的相位分別是0或π，因此不存在虛部分量，信道誤差系數(shù)采用實(shí)變量來代替原來的復(fù)變量?？紤]到UWB信號脈沖經(jīng)過電介質(zhì)表面反射出現(xiàn)脈沖翻轉(zhuǎn)的概率是隨機(jī)的，假設(shè)θk,l等概率出現(xiàn)于±π，則修正后的信道模型沖激響應(yīng)可以表示為
表示簇衰減系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，
表示徑衰減系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，μk,l表示徑衰減系數(shù)的均值，可表示為
其中，Ω0是第一簇第一徑的平均能量。
3 信道仿真及結(jié)果分析
基于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的平均距離和是否存在視距分量，推薦4種不同的實(shí)測信道，CM1：視距(0～4 m)，CM2：非視距(0～4 m)，CM3：非視距(4～10 m)，CM4：非視距(4～10 m)，代表了極端的NLOS多徑信道環(huán)境。不同環(huán)境下的信道模型對應(yīng)的參考值，如表1所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/153691.htm
評論