主要内容

传播信道模型

LTE工具箱™产品提供了一组用于测试和验证UE和eNodeB无线电传输和接收的信道模型<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/la/la/help/lte/ug/propagation-channel-models.html" class="intrnllnk">[1]而且<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/la/la/help/lte/ug/propagation-channel-models.html" class="intrnllnk">[２]．以下信道模型可在LTE工具箱产品中使用。

  • 多径衰落传播条件

  • 高速列车工况

  • 移动传播条件

多径衰落传播条件

多径衰落信道模型指定以下三个延迟配置文件。

  • 扩展行人A模型(EPA)

  • 扩展车辆A模型(EVA)

  • 扩展典型城市模型(ETU)

这三种延迟配置文件分别表示低、中、高延迟传播环境。这些通道的多路径延迟配置文件如下表所示。

EPA延迟剖面

超限抽头延迟(ns) 相对功率(dB)
00．0
30.-1.0
70-2.0
90-3.0
110-8.0
190-17.2
410-20.8

EVA延迟剖面

超限抽头延迟(ns) 相对功率(dB)
00．0
30.-1.5
150-1.4
310-3.6
370-0.6
710-9.1
1090-7.0
1730-12.0
2510-16.9

ETU延时配置

超限抽头延迟(ns) 相对功率(dB)
0-1.0
50-1.0
120-1.0
2000．0
2300．0
5000．0
1600-3.0
2300-5.0
5000-7.0

上述表中的所有水龙头都有一个经典多普勒光谱。除了多径延迟配置文件外，还为每种多径衰落传播条件指定了最大多普勒频率，如下表所示。

通道模型 最大多普勒频率
EPA 5赫兹5赫兹
伊娃5赫兹5赫兹
伊娃70赫兹70赫兹
ETU 70赫兹70赫兹
ETU 300赫兹30.．0赫兹

在MIMO环境下，引入一组相关矩阵来模拟UE和eNodeB天线之间的相关性。介绍了这些相关矩阵<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/la/la/help/lte/ug/propagation-channel-models.html" class="intrnllnk">MIMO信道相关矩阵．

高速列车状况

高速列车条件定义了一个具有单一多径分量的非衰落传播信道，信道位置在时间上是固定的。这个单一的多路径表示多普勒频移，这是由于高速列车经过基站引起的，如下图所示。

表达式<年代p一个n class="inlineequation"> D 年代 / 2 是火车到终点的初始距离，<年代p一个n class="inlineequation"> D 最小值 为endeb到轨道的最小距离。这两个变量都以米为单位。的变量ν是火车的速度，单位是米每秒。由运动的火车引起的多普勒频移由下式给出。

f 年代 （ t ） ＝ f d 因为 θ （ t ）

的变量<年代p一个n class="inlineequation"> f 年代 （ t ） 多普勒频移和<年代p一个n class="inlineequation"> f d 为最大多普勒频率。余弦角<年代p一个n class="inlineequation"> θ （ t ） 由下面的方程给出。

因为 θ （ t ） ＝ D 年代 / 2 − v t D 最小值 2 + （ D 年代 / 2 − v t ） 2 ， 0 ≤ t ≤ D 年代 / v

因为 θ （ t ） ＝ − 1．5 D 年代 + v t D 最小值 2 + （ − 1．5 D 年代 + v t ） 2 ， D 年代 / v < t ≤ 2 D 年代 / v

因为 θ （ t ） ＝ 因为 θ （ t 国防部 （ 2 D 年代 / v ） ） ， t > 2 D 年代 / v

对于endeb测试，定义了两个高速列车场景，使用下表中列出的参数。多普勒频移，<年代p一个n class="inlineequation"> f 年代 （ t ） ，则由上式和下表所列参数计算。

参数 价值
场景1场景3
D 年代 1000米30.．0米
D 最小值 50米2米
ν 350公里/小时30.．0公里/基米-雷克南
f d 1340赫兹1150赫兹

这两种情况都会导致适用于所有频段的多普勒频移。场景1的多普勒频移轨迹如下图所示。

场景3的多普勒频移轨迹如下图所示。

对于UE测试，多普勒频移，<年代p一个n class="inlineequation"> f 年代 （ t ） ，则由上式和下表所列参数计算。

参数 价值
D 年代 300米
D 最小值 2米
ν 300公里/小时
f d 750赫兹

这些参数导致多普勒频移，应用于所有频段，如下图所示。

移动传播条件

LTE中的移动传播信道定义了多径组件位置变化的信道条件。参考时间和第一次点击的时间差，Δτ，由下式给出。

Δ τ ＝ 一个 2 ⋅ 罪 （ Δ ω ⋅ t ）

的变量一个表示开始时间(以秒和为单位)Δω表示以弧度/秒为单位的角度旋转。

请注意

多路径组件之间的相对时间保持固定。

移动传播条件的参数如下表所示。

参数 场景1 场景2
通道模型ETU200情况下
问题的速度120公里/小时350公里/小时
CP长度正常的正常的
一个 10μs10μs
Δω 0.04秒<年代up>1 0.13秒<年代up>1

多普勒频移仅适用于场景1的衰落样本生成。在场景2中，建立了一个含有加性高斯白噪声(AWGN)的单非衰落多径分量模型。根据前面的方程，多路径分量的位置随时间变化。

下图显示了一个带有单个非衰落抽头的移动通道的示例。

MIMO信道相关矩阵

在MIMO系统中，发射天线和接收天线之间存在相关性。这取决于许多因素，如天线和载波频率之间的分离。为了获得最大容量，最好将发射天线和接收天线之间的相关性最小化。

有不同的方法来模拟天线相关性。一种技术是利用相关矩阵来描述发射机和接收机的多个天线之间的相关性。这些矩阵分别在发射机-接收机处独立计算，然后通过克罗内克积组合，以生成信道空间相关矩阵。

中定义了三种不同的相关级别<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/la/la/help/lte/ug/propagation-channel-models.html" class="intrnllnk">[1]．

  1. 低相关性或无相关性

  2. 媒介相关

  3. 高度的相关性

的参数α而且β为每个相关级别定义，如下表所示的相关值。

低的相关性 媒介相关 高度的相关性
α β α β α β
000.30.90.90.9

在eNodeB和UE处的独立相关矩阵，R<年代ub>eNB而且R<年代ub>问题，分别为不同天线组(1、2、4)下表所示。

相关 一个天线 两根天线 四个天线
eNodeB

<年代pan class="inlineequation"> R e N B ＝ 1

R e N B ＝ （ 1 α α ∗ 1 ）

R e N B ＝ （ 1 α 1 9 α 4 9 α α 1 9 ＊ 1 α 1 9 α 4 9 α 4 9 ＊ α 1 9 ＊ 1 α 1 9 α ＊ α 4 9 ＊ α 1 9 ＊ 1 ）

问题

<年代pan class="inlineequation"> R U E ＝ 1

R U E ＝ （ 1 β β ∗ 1 ）

R U E ＝ （ 1 β 1 9 β 4 9 β β 1 9 ＊ 1 β 1 9 β 4 9 β 4 9 ＊ β 1 9 ＊ 1 β 1 9 β ＊ β 4 9 ＊ β 1 9 ＊ 1 ）

信道空间相关矩阵，R<年代ub>争吵，由下式给出。

R 年代 p 一个 t ＝ R e N B ⊗ R U E

符号⊗表示克罗内克产品。信道空间相关矩阵的值，R<年代ub>争吵，对于不同矩阵大小定义在下表中。

矩阵的大小 R<年代ub>争吵值
1×2例

<年代pan class="inlineequation"> R 年代 p 一个 t ＝ R U E ＝ （ 1 β β ＊ 1 ）

2×2例

<年代pan class="inlineequation"> R 年代 p 一个 t ＝ R e N B ⊗ R U E ＝ （ 1 α α ＊ 1 ） ⊗ （ 1 β β ＊ 1 ） ＝ （ 1 β α α β β ＊ 1 α β ＊ α α ＊ α ＊ β 1 β α ＊ β ＊ α ＊ β ＊ 1 ）

4×2例

<年代pan class="inlineequation"> R 年代 p 一个 t ＝ R e N B ⊗ R U E ＝ （ 1 α 1 9 α 4 9 α α 1 9 ＊ 1 α 1 9 α 4 9 α 4 9 ＊ α 1 9 ＊ 1 α 1 9 α ＊ α 4 9 ＊ α 1 9 ＊ 1 ） ⊗ （ 1 β β ＊ 1 ）

4×4例

<年代pan class="inlineequation"> R 年代 p 一个 t ＝ R e N B ⊗ R U E ＝ （ 1 α 1 9 α 4 9 α α 1 9 ＊ 1 α 1 9 α 4 9 α 4 9 ＊ α 1 9 ＊ 1 α 1 9 α ＊ α 4 9 ＊ α 1 9 ＊ 1 ） ⊗ （ 1 β 1 9 β 4 9 β β 1 9 ＊ 1 β 1 9 β 4 9 β 4 9 ＊ β 1 9 ＊ 1 β 1 9 β ＊ β 4 9 ＊ β 1 9 ＊ 1 ）

参考文献

[1] 3gpp ts 36.101。“改进通用地面无线电接入(E-UTRA);用户设备(UE)无线电发射和接收。第三代伙伴计划;技术规范集团无线接入网．URL:<一个href="https://www.3gpp.org" target="_blank">https://www.3gpp.org．

[2] 3gpp ts 36.104。“改进通用地面无线电接入(E-UTRA);基站(BS)无线电发射和接收。第三代伙伴计划;技术规范集团无线接入网．URL:<一个href="https://www.3gpp.org" target="_blank">https://www.3gpp.org．

另请参阅

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