这个例子展示了如何通过生成状态序列、其各自的空间序列和信道系数来建立一个双状态陆地移动卫星(LMS)信道模型。在涉及卫星终端和移动终端的场景中,通过信道传输的信号并不总是具有理想的视线路径。在某些情况下,信号会经历多普勒频移、阴影和多径衰落等现象。对这种现象的影响进行适当的建模对于正确设计能够处理和补偿信道影响的端到端通信链路至关重要。本例以城市为例,载波频率为3.8 GHz。该型号适用于3 ~ 5ghz频段。
LMS信道模型的目的是模拟卫星对地信道中观测到的信道包络。考虑到终端的移动特性,由于发射和接收终端的移动,由于建筑物和树叶、阴影和多路径造成的阻塞,信道包络线会发生变化。
这个例子通过使用双状态半马尔可夫链来模拟这样的信道,其中信道在好状态和坏状态之间交替。一个良好的状态具有视线条件或部分阴影条件的特征,而糟糕的状态其特征是严重的阴影条件或完全堵塞。
下面的框图显示了对通道建模的步骤:
除了为本示例定义的环境和载波频率外,还通过设置场景来完成信道的建模。这需要定义以下参数:
仰角
地面终端的速度
信道的采样时间
地面终端的方位定位
通道的初始状态
仿真总时间
在地面搭建卫星终端与移动终端之间的环境。显示环境的属性。
%以赫兹为单位的载波频率cfg。CarrierFrequency = 3.8 e9;%仰角相对于地平面的角度cfg。ElevationAngle =45;%地面终端移动速度,单位为米/秒cfg。速度=2;%采样间隔时间,单位为秒cfg。SampleTime =0.0025;%地面终端移动方向(以度数表示)cfg。一个zimuthOrientation =0;
为模型指定一个合适的初始状态。
cfg。InitialState =“好”;%通道建模总持续时间,以秒为单位cfg。TotalSimulationTime =One hundred.;disp (cfg)
载波频率:3.8000e+09仰角:45速度:2 SampleTime: 0.0025 AzimuthOrientation: 0初始状态:“好”TotalSimulationTime: 100
使用ITU-R P.681-11建议书3.1节附录2中定义的配置获取相应的LMS参数[2].这个函数HelperGetLMSInputParams
执行必要的操作。
[paramsGoodState, paramsBadState] = HelperGetLMSInputParams (cfg);
初始化随机数生成器与种子。改变种子以获得不同的通道实现。默认值73是任意值。
种子= 73;rng(种子);
使用结构中定义的设置对LMS通道进行建模cfg
.
如果您有LMS数据,您可以更新paramsGoodState
和paramsBadState
结构,然后将结构传递给HelperModelLMSChannel
helper函数。
[stateSeries, channelCoefficients] = HelperModelLMSChannel (cfg、paramsGoodState paramsBadState);
利用建模产生的通道系数绘制状态序列及其各自的空间序列。
timeVector = 0: cfg.SampleTime: cfg.TotalSimulationTime;情节(timeVector stateSeries)标题([“信道持续时间的状态系列”num2str (cfg.TotalSimulationTime)“秒”)轴([0 timeVector(end) -0.5 1.5]) xlabel(的时间(年代)) ylabel (“状态”)
绘制空间序列以显示信道包络的瞬时功率如何随时间变化。
图(2)情节(timeVector, 20 * log10 (abs (channelCoefficients)))标题([“持续频道空间系列”num2str (cfg.TotalSimulationTime)“秒”])包含(的时间(年代)) ylabel (路径增益(dB))
这个例子使用了三种结构:cfg
,paramsGoodState
,paramsBadState
.的paramsGoodState
和paramsBadState
结构包含分别用于建模好的和坏的状态的LMS参数。的cfg
结构包含与当前设置相关的信息。您可以根据需要在这些结构中更改每个参数,然后观察状态序列和通道系数如何变化。要为不同频带的信道建模,您可以使用ITU-R P.681-11建议3.1节附录2中提供的任何数据或数据表[2].要通过通道过滤输入信号,可以使用输出通道系数,channelCoefficients
.
下面的例子使用了这些辅助函数:
HelperGetLMSInputParams.m:获取城市场景的LMS参数
HelperGenerateLooTriplet.m:生成当前状态的Loo三元组
HelperLooTimeSeriesGenerator.m:使用Loo时间序列发生器生成信道系数
HelperModelLMSChannel.m:建立LMS通道模型
[1]3gpp tr 38.811 v15.3.0(2020 - 07)。支持非地面网络的新无线电研究(第15版)万博1manbetx第三代合作伙伴项目;技术报告小组无线电接入网。https://www.3gpp.org.
[2]ITU-R推荐P.681-11(12/2019)。“地面移动卫星业务设计系统所需的传播数据”国际电信联盟;无线电通信部门。https://www.itu.int/pub/R-REC.