коммуникация. RayleighChannel

Пропустите входной сигнал через Рейли многопутевой исчезающий канал

Описание

Система RayleighChannel object™ пропускает входной сигнал через Канал с релеевским замиранием. Обработка исчезновения на ссылку на Методологию для Симуляции Многопутевых Исчезающих Каналов

Отфильтровать входной сигнал с помощью Рейли многопутевой исчезающий канал:

Задайте и настройте свой объект канала Рейли. Смотрите Конструкцию.
Вызовите step, чтобы пропустить входной сигнал через Рейли многопутевой исчезающий канал согласно свойствам comm.Rayleighhannel. Поведение step характерно для каждого объекта в тулбоксе.

Примечание

При запуске в R2016b, вместо того, чтобы использовать метод step, чтобы выполнить операцию, заданную Системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Конструкция

H = comm.RayleighChannel создает выборочный частотой или плоский частотой многопутевой Системный объект Канала с релеевским замиранием, H. Этот объект пропускает действительный или комплексный входной сигнал через многопутевой канал, чтобы получить сигнал канала, которому повреждают.

H = comm.RayleighChannel(Name,Value) создает многопутевой объект Канала с релеевским замиранием, H, с заданным набором свойства Name к заданному Value. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

Свойства

`SampleRate`	Частота дискретизации входного сигнала (герц) Задайте частоту дискретизации входного сигнала в герц как с двойной точностью, действительное, положительная скалярная величина. Значение по умолчанию этого свойства является Гц `1`.
`PathDelays`	Дискретный вектор задержки пути (секунды) Задайте задержки дискретных путей в секундах как действительный, скалярный или вектор - строка с двойной точностью. Значение по умолчанию этого свойства 0. Когда вы устанавливаете `PathDelays` на скаляр, канал является плоской частотой. Когда вы устанавливаете `PathDelays` на вектор, канал является выборочной частотой.
`AveragePathGains`	Средний вектор усиления пути (децибелы) Задайте средние усиления дискретных путей в децибелах как действительный, скалярный или вектор - строка с двойной точностью. Значением по умолчанию этого свойства является `0`. `AveragePathGains` должен иметь тот же размер как `PathDelays`.
`NormalizePathGains`	Нормируйте средние усиления пути к 0 дБ Установите это свойство на истину нормировать процессы исчезновения, таким образом, что общая степень усилений пути, усредняемых в зависимости от времени, составляет 0 дБ. Значение по умолчанию этого свойства верно.
`MaximumDopplerShift`	Максимальный эффект Доплера (герц) Задайте максимальный эффект Доплера для всех путей к каналу в герц как действительный, неотрицательный скаляр с двойной точностью. Значение по умолчанию этого свойства является Гц `0.001`. Эффект Доплера применяется ко всем путям канала. Когда вы устанавливаете `MaximumDopplerShift` на `0`, канал остается статичным для целого входа. Можно использовать метод `reset`, чтобы сгенерировать новую реализацию канала. `MaximumDopplerShift` должен быть меньшим, чем `SampleRate`/10/fc для каждого пути, где f _c представляет фактор частоты среза пути. Для большинства Доплеровских типов спектра значением f _c является `1`. Для Гауссова и BiGaussian Доплеровские типы спектра, f _c зависит от Доплеровских полей структуры спектра. Для получения дополнительной информации о том, как _ФК задан, смотрите Фактор Частоты среза.
`DopplerSpectrum`	Доплеровский объект (объекты) спектра Задайте Доплеровскую форму спектра для пути (путей) канала. Это свойство принимает одну Доплеровскую структуру спектра, возвращенную в функцию `doppler` или массив ячейки строки таких структур. Максимальное значение эффекта Доплера, необходимое, чтобы задать Доплеровский спектр/спектры, дано свойством `MaximumDopplerShift`. Это свойство применяется, когда значение свойства `MaximumDopplerShift` больше, чем 0. Значением по умолчанию этого свойства является `doppler('Jakes')`. Если вы присваиваете одну Доплеровскую структуру спектра `DopplerSpectrum`, все пути имеют заданный Доплеровский спектр того же самого. Если свойством `FadingTechnique` является `Sum of sinusoids`, `DopplerSpectrum` должен быть `doppler('Jakes')`; в противном случае выберите из следующего: Доплер ('Jakes') ('Плоский') Доплер Доплер ('Округленный'...) Доплер ('Bell'...) Доплер ('Асимметричный Jakes'...) Доплер ('Ограниченный Jakes'...) Доплер ('Гауссов'...) Доплер ('BiGaussian'...) Если вы присваиваете массив ячейки строки различных Доплеровских структур спектра (который может быть выбран от любого из тех в предыдущем списке) к DopplerSpectrum, каждому пути задала Доплеровский спектр соответствующая структура в массиве ячеек. В этом случае длина DopplerSpectrum должна быть равна длине PathDelays. Чтобы сгенерировать код С, задайте это свойство к одной Доплеровской структуре спектра. Значением по умолчанию этого свойства является Доплер ('Jakes').
`FadingTechnique`	Исчезающий метод раньше моделировал канал Выберите между `Filtered Gaussian noise` и `Sum of sinusoids`, чтобы задать путь, которым моделируется канал. Значением по умолчанию является `Filtered Gaussian noise`.
`NumSinusoids`	Количество синусоид раньше моделировало процесс исчезновения Свойство `NumSinuoids` является положительным целочисленным скаляром, который задал количество синусоид, используемых в моделировании канала, и доступен только, когда свойство `FadingTechnique` установлено в `Sum of sinusoids`. Значением по умолчанию является `48`.
`InitialTimeSource`	Источник, чтобы управлять временем начала процесса исчезновения Задайте начальный источник времени или как `Property` или как `Input port`. Это свойство доступно, когда свойство `FadingTechnique` установлено в `Sum of sinusoids`. Когда `InitialTimeSource` установлен в `Input port`, время начала процесса исчезновения задано с помощью входа `INITIALTIME` для функции `step`. Входное значение может измениться в последовательных вызовах функции `step`. Значением по умолчанию является `Property`.
`InitialTime`	Время начала процесса (процессов) исчезновения Задайте смещение времени процесса исчезновения как действительный неотрицательный скаляр в секундах. Это свойство применяется, когда свойство `FadingTechnique` установлено в `Sum of sinusoids`, и свойство `InitialTimeSource` установлено в `Property`. Значением по умолчанию является `0`. `InitialTime` должен быть больше, чем прошлое время окончания кадра. Когда `InitialTime` не является кратным 1/`SampleRate`, это окружено к самой близкой демонстрационной позиции.
`RandomStream`	Источник потока случайных чисел Задайте источник потока случайных чисел как один из `Global stream` \| `mt19937ar with seed`. Значением по умолчанию этого свойства является `Global stream`. Если вы устанавливаете `RandomStream` на `Global stream`, текущий глобальный поток случайных чисел используется для нормально распределенной генерации случайных чисел. В этом случае метод `reset` только сбрасывает фильтры. Если вы устанавливаете `RandomStream` на `mt19937ar with seed`, mt19937ar алгоритм используется для нормально распределенной генерации случайных чисел. В этом случае метод `reset` не только сбрасывает фильтры, но также и повторно инициализирует поток случайных чисел к значению свойства Seed.
`Seed`	Начальный seed mt19937ar потока случайных чисел Задайте начальный seed mt19937ar алгоритма генератора случайных чисел как действительный, неотрицательный целочисленный скаляр с двойной точностью. Значением по умолчанию этого свойства является `73`. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете свойство RandomStream на `mt19937ar with seed`. `Seed` повторно инициализирует mt19937ar поток случайных чисел в методе `reset`.
`PathGainsOutputPort`	Включите (логический) вывод усиления пути Установите это свойство на `true` выводить усиления пути к каналу базового процесса исчезновения. Значением по умолчанию этого свойства является `false`.
`Visualization`	Включите визуализацию канала Задайте тип визуализации канала, чтобы отобразиться как один из `Off` \| `Impulse response` \| `Frequency response` \| `Impulse and frequency responses` \| `Doppler spectrum`. Значением по умолчанию этого свойства является `Off`.
`SamplesToDisplay`	Задайте процент выборок, чтобы отобразиться Можно указать, что процент выборок, чтобы отобразиться, начиная с отображения меньшего количества выборок приведет к лучшей производительности за счет более низкой точности. Задайте свойство как один из `10%` \| `25%` \| `50%` \| `100%`. Это применяется, когда `Visualization` установлен в `Impulse response`, `Frequency response` или `Impulse and frequency responses`. Значением по умолчанию является `25%`.
`PathsForDopplerDisplay`	Задайте путь для Доплеровского отображения Можно задать целочисленный скаляр, который выбирает дискретный путь, используемый в построении Доплеровского графика спектра. Заданный путь должен быть элементом {1, 2..., _Np}, где _Np является количеством дискретных путей на ссылку, заданную в объекте. Это свойство применяется, когда `Visualization` установлен в `Doppler spectrum`. Значением по умолчанию является `1`.

Методы

информация	Отобразите информацию об объекте `RayleighChannel`
сброс	Сбросьте состояния объекта `RayleighChannel`
шаг	Пропустите входной сигнал через многопутевой Канал с релеевским замиранием

Характерный для всех системных объектов
`release`	Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Визуализация

Импульсный ответ

Импульсный график ответа отображает усиления пути, коэффициенты фильтра канала и интерполированные усиления пути. Усиления пути, отображенные пурпурным, происходят в экземплярах времени, которые соответствуют заданному свойству PathDelays и не могут быть выровнены с входным временем выборки. Коэффициенты фильтра канала, отображенные желтым, используются, чтобы смоделировать канал. Они интерполированы от фактических усилений пути и выравниваются с входным временем выборки. В случаях, в которых усиления пути выравниваются со временем выборки, они перекроют коэффициенты фильтра. Интерполяция Sinc используется, чтобы соединить коэффициенты фильтра канала и отображена синим. Эти точки используются только в целях отображения и не используются в последующей фильтрации канала. Для плоского исчезающего канала (один путь), не отображена sinc кривая интерполяции. Для всех импульсных графиков ответа кадр и демонстрационные числа показывают в левом верхнем углу отображения.

Импульсный график ответа совместно использует ту же панель инструментов и меню как Системный объект, которым это было на основе, dsp.ArrayPlot.

В фигуре импульсный ответ канала показывают для случая, в котором усиления пути выравниваются с шагом расчета. Перекрытие между усилениями пути и коэффициентами фильтра очевидно.

Случай, в котором заданные усиления пути не выравниваются со свойством SampleRate, показывают ниже. Заметьте, что усиления пути и коэффициенты фильтра канала не накладываются и что коэффициенты фильтра одинаково распределяются.

Импульсный ответ для частоты плоский канал показывают ниже. Вы видите, что интерполированные усиления пути не отображены.

Примечание

Отображенные и заданные местоположения усиления пути могут отличаться целых 5% входного шага расчета.
Скорость отображения визуализации контролируется комбинацией свойства SamplesToDisplay и пункта меню Reduce Updates to Improve Performance. Сокращение процента выборок, чтобы отобразиться и уменьшаемые обновления включения ускорит рендеринг импульсного ответа.
После того, как импульсные графики ответа вручную закрываются, призыв step к объекту канала Рейли будет выполняться на его нормальной скорости.
Генерация кода доступна только, когда свойством Visualization является Off.

Частотная характеристика

График частотной характеристики отображает спектр канала Рейли путем взятия дискретного преобразования Фурье коэффициентов фильтра канала. График частотной характеристики совместно использует ту же панель инструментов и меню как Системный объект, которым это было на основе, dsp.SpectrumAnalyzer. Установки параметров по умолчанию показывают ниже. Эти параметры могут быть изменены от их значений по умолчанию при помощи меню View > Spectrum Settings.

Параметр	Значение
`Window`	`Rectangular`
`WindowLength`	Длина фильтра канала
`FFTLength`	512
`PowerUnits`	`dBW`
`YLimits`	На основе свойств `NormalizePathGains` и `AveragePathGains`

График частотной характеристики для частоты выборочный канал показывают.

Примечание

Скорость отображения визуализации контролируется комбинацией свойства SamplesToDisplay и пункта меню Reduce Plot Rate to Improve Performance. Сокращение процента выборок, чтобы отобразиться и уменьшаемые обновления включения ускорит рендеринг частотной характеристики.
После того, как графики частотных характеристик вручную закрываются, призыв step к объекту канала Рейли будет выполняться на его нормальной скорости.
Генерация кода доступна только, когда свойством Visualization является Off.

Доплер Спектрум

Примеры

развернуть все

Произведите те же Выходные параметры Используя два различных метода генерации случайных чисел

Скрипт Open Live Script

Рэлеевская Система Канала object™ имеет два метода для генерации случайных чисел. Можно использовать текущий глобальный поток или mt19937ar алгоритм с заданным seed. Путем взаимодействия с глобальным потоком объект может произвести те же выходные параметры из этих двух методов.

Создайте Системный объект Модулятора PSK, чтобы модулировать случайным образом сгенерированные данные.

pskModulator = comm.PSKModulator;
channelInput = pskModulator(randi([0 pskModulator.ModulationOrder-1],1024,1));

Создайте Рэлеевский Системный объект канала.

rayChan = comm.RayleighChannel(...
    'SampleRate',10e3, ...
    'PathDelays',[0 1.5e-4], ...
    'AveragePathGains',[2 3], ...
    'NormalizePathGains',true, ...
    'MaximumDopplerShift',30, ...
    'DopplerSpectrum',{doppler('Gaussian',0.6),doppler('Flat')}, ...
    'RandomStream','mt19937ar with seed', ...
    'Seed',22, ...
    'PathGainsOutputPort',true);

Отфильтруйте модулируемые данные с помощью Системного объекта канала Рейли, rayChan.

[chanOut1,pathGains1] = rayChan(channelInput);

Используйте глобальный поток для генерации случайных чисел.

release(rayChan);
rayChan.RandomStream = 'Global stream';

Установите глобальный поток иметь тот же seed, который был задан выше.

rng(22)

Отфильтруйте модулируемые данные с помощью rayChan во второй раз.

[chanOut2,pathGains2] = rayChan(channelInput);

Проверьте, что канал и усиление пути выходные параметры является тем же самым для каждого из этих двух методов.

isequal(chanOut1,chanOut2)

ans = logical
   1

isequal(pathGains1,pathGains2)

ans = logical
   1

Отобразите импульс и частотные характеристики рэлеевского канала

Открыть скрипт

Этот пример показывает, как создать частоту выборочный канал Рейли и отобразить его импульс и частотные характеристики.

Установите частоту дискретизации на 3,84 МГц и задайте задержки пути и параметры B-канала пешехода ITU использования усилений. Установите максимальный эффект Доплера на 50 Гц.

fs = 3.84e6;                                     % Hz
pathDelays = [0 200 800 1200 2300 3700]*1e-9;    % sec
avgPathGains = [0 -0.9 -4.9 -8 -7.8 -23.9];      % dB
fD = 50;                                         % Hz

Создайте Рэлеевский Системный объект канала с ранее заданными параметрами и установите свойство Visualization на Impulse and frequency responses с помощью пар "имя-значение".

rchan = comm.RayleighChannel('SampleRate',fs, ...
    'PathDelays',pathDelays, ...
    'AveragePathGains',avgPathGains, ...
    'MaximumDopplerShift',fD, ...
    'Visualization','Impulse and frequency responses');

Сгенерируйте случайные двоичные данные и передайте его через канал Рейли. Импульсный график ответа позволяет вам легко идентифицировать отдельные пути и их соответствующие коэффициенты фильтра. Частоту выборочная природа пешеходного B-канала показывает график частотной характеристики.

x = randi([0 1],1000,1);
y = rchan(x);

Сгенерируйте рэлеевский канал Используя метод суммы синусоид

Скрипт Open Live Script

Этот пример показывает, как сгенерировать канал Рейли с помощью метода суммы синусоид.

Установите параметры канала.

fs = 1000;                % Sample rate (Hz)
pathDelays = [0 2.5e-3];  % Path delays (s)
pathPower = [0 -6];       % Path power (dB)
fD = 5;                   % Maximum Doppler shift (Hz)
numSamples = 1000;        % Number of samples

Создайте Рэлеевский объект канала использование пары "имя-значение", чтобы установить свойство FadingTechnique на Sum of sinusoids.

rchan = comm.RayleighChannel('SampleRate',fs, ...
'PathDelays',pathDelays,'AveragePathGains',pathPower, ...
'MaximumDopplerShift',fD,'FadingTechnique','Sum of sinusoids')

rchan = 
  comm.RayleighChannel with properties:

             SampleRate: 1000
             PathDelays: [0 0.0025]
       AveragePathGains: [0 -6]
     NormalizePathGains: true
    MaximumDopplerShift: 5
        DopplerSpectrum: [1x1 struct]

  Show all properties

Передайте вектор все-единиц через канал Рейли.

y = rchan(ones(numSamples,1));

Постройте значение канала Рейли вывод.

t = (0:numSamples-1)'/fs;
plot(t,20*log10(abs(y)))
xlabel('Time (s)')
ylabel('Amplitude')

Выбранная библиография

[1] Oestges, C. и Б. Клерккс. Радиосвязи MIMO: от реального распространения до пространственно-временного проекта кода, Academic Press, 2007.

[2] Correira, L. M. Мобильные широкополосные мультимедийные сети: методы, модели и инструменты для 4G, Academic Press, 2006.

[3] Kermoal, J. P. Л. Шумахер, К. Ай. Педерсен, П. Э. Модженсен и Ф. Фредериксен. “Стохастическое радио MIMO образовывает канал модель с экспериментальной валидацией". Журнал IEEE на Выбранных областях Коммуникаций. Издание 20, Номер 6, 2002, стр 1211–1226.

[4] Jeruchim, M., П. Балабан и К. С. Шэнмугэн. Симуляция систем связи, Секонд-Эдайшн, Нью-Йорк, академический Kluwer / пленум, 2000.

[5] Pätzold, Мэттиас, Cheng-Сянцзян Ван и Бьорн Олав Хогштанд. “Две Новых Суммы основанных на синусоидах Методов для Эффективной Генерации Нескольких Некоррелированых Форм волны Релеевского замирания”. Транзакции IEEE на Радиосвязях. Издание 8, Номер 6, 2009, стр 3122–3131.

Алгоритмы

развернуть все

Фактор частоты среза

Следующая информация объясняет, как фактор частоты среза, f _c, определяется для различных Доплеровских типов спектра:

Для любого Доплеровского типа спектра кроме Гауссова и BiGaussian, f _c равняется 1.
Для типа спектра ('Gaussian') doppler f _c равняется NormalizedStandardDeviation∙sqrt(2∙log(2)).
Для типа спектра ('BiGaussian') doppler:
- Если PowerGains(1) и значениями полей NormalizedCenterFrequencies(2) является оба 0, то f _c равняется NormalizedStandardDeviation(1)∙sqrt(2∙log(2)).
- Если PowerGains(2) и значениями полей NormalizedCenterFrequencies(1) является оба 0, то f _c равняется NormalizedStandardDeviation(2)∙sqrt(2∙log(2)).
- Если значением поля NormalizedCenterFrequencies является [0,0], и поле NormalizedStandardDeviation имеет два идентичных элемента, то f _c равняется NormalizedStandardDeviation(1)∙sqrt(2∙log(2)).
- Во всех других случаях f _c равняется 1.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Документация

коммуникация. RayleighChannel

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Визуализация

Примечание

Примечание

Примечание

Примеры

Произведите те же Выходные параметры Используя два различных метода генерации случайных чисел

Отобразите импульс и частотные характеристики рэлеевского канала

Сгенерируйте рэлеевский канал Используя метод суммы синусоид

Выбранная библиография

Алгоритмы

Фактор частоты среза

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2013b

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Документация

коммуникация. RayleighChannel

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Визуализация

Примечание

Примечание

Примечание

Примеры

Произведите те же Выходные параметры Используя два различных метода генерации случайных чисел

Отобразите импульс и частотные характеристики рэлеевского канала

Сгенерируйте рэлеевский канал Используя метод суммы синусоид

Выбранная библиография

Алгоритмы

Фактор частоты среза

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2013b

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.