Exponenta Banner

nrTDLChannel

Отправьте сигнал через модель канала TDL

расширьте все на странице

Описание

nrTDLChannel Система object™ отправляет входной сигнал через уровень ссылки мультивхода мультивыводится (MIMO) коснувшейся линии задержки (TDL), исчезающий канал, чтобы получить поврежденный каналом сигнал. Объект реализует следующие аспекты TR 38.901 [1]:

  • Разделите 7.7.2: модели TDL

  • Разделите 7.7.3: Масштабирование задержек

  • Раздел 7.7.5.2 расширений TDL: Применение корреляционной матрицы

  • Разделите 7.7.6: k-фактор для моделей канала LOS

Чтобы отправить сигнал через TDL MIMO образовывают канал модель:

  1. Создайте nrTDLChannel объект и набор его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты?.

Создание

Синтаксис

tdl = nrTDLChannel
tdl = nrTDLChannel(Name,Value)

Описание

tdl = nrTDLChannel создает Системный объект канала TDL MIMO.

tdl = nrTDLChannel(Name,Value) создает объект с набором свойств при помощи одной или нескольких пар "имя-значение". Заключите имя свойства в кавычках, сопровождаемых заданным значением. Незаданные свойства берут значения по умолчанию.

Пример: tdl = nrTDLChannel('DelayProfile','TDL-D','DelaySpread',2e-6) создает модель канала TDL с профилем задержки TDL-D и распространением задержки с 2 микросекундами.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты.

Конфигурируемые свойства канала

TDL задерживают профиль в виде одного из 'TDL-A', 'TDL-B', 'TDL-C', 'TDL-D', 'TDL-E', или 'Custom'. Смотрите, что TR 38.901 разделяет 7.7.2, таблицы 7.7.2-1 к 7.7.2-5.

Когда вы устанавливаете это свойство на 'Custom', сконфигурируйте профиль задержки с помощью свойств PathDelays, AveragePathGains, FadingDistribution, и KFactorFirstTap.

Типы данных: char | string

Дискретный путь задерживается в секундах в виде числового скаляра или вектора-строки. AveragePathGains и PathDelays должен иметь тот же размер.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите DelayProfile к 'Custom'.

Типы данных: double

Средний путь получает в дБ в виде числового скаляра или вектора-строки. AveragePathGains и PathDelays должен иметь тот же размер.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите DelayProfile к 'Custom'.

Типы данных: double

Исчезающий процесс статистическое распределение в виде 'Rayleigh' или 'Rician'.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите DelayProfile к 'Custom'.

Типы данных: char | string

K-фактор первого касания задержки профилирует в дБ в виде числового скаляра. Значение по умолчанию соответствует K-фактору первого касания TDL-D, как задано в Разделе TR 38.901 7.7.2, Таблице 7.7.2-4.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите DelayProfile к 'Custom' и FadingDistribution к 'Rician'.

Типы данных: double

Желаемое среднеквадратичное (RMS) распространение задержки в секундах в виде числового скаляра. Поскольку примеры желаемой RMS задерживают распространения, DSdesired, смотрите Раздел TR 38.901 7.7.3 и Таблицы 7.7.3-1 и 7.7.3-2.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите DelayProfile к 'TDL-A', 'TDL-B', 'TDL-C', 'TDL-D', или 'TDL-E'. Это свойство не запрашивает пользовательский профиль задержки.

Типы данных: double

Максимальный эффект Доплера в Гц в виде неотрицательного числового скаляра. Это свойство применяется ко всем путям к каналу. Когда максимальный эффект Доплера установлен в 0, канал остается статическим для целого входа. Чтобы сгенерировать новую реализацию канала, сбросьте объект путем вызова reset функция.

Типы данных: double

K-фактор, масштабирующийся в виде false или true. Когда установлено в true, KFactor свойство задает желаемый K-фактор, и объект применяет K-фактор, масштабирующийся как описано в Разделе TR 38.901 7.7.6.

Примечание

Масштабирование k-фактора изменяет и задержки пути и степени пути.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите DelayProfile к 'TDL-D' или 'TDL-E'.

Типы данных: double

Желаемый K-фактор для масштабирования в дБ в виде числового скаляра. Для типичных значений K-фактора смотрите Раздел TR 38.901 7.7.6 и Таблицу 7.5-6.

Примечание

  • Масштабирование k-фактора изменяет и задержки пути и степени пути.

  • K-factor применяется к полному профилю задержки. А именно, K-фактором после масштабирования является Kmodel как описано в Разделе TR 38.901 7.7.6. Kmodel отношение степени первого LOS пути к общей степени всех путей Рейли, включая часть Рейли первого пути.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите KFactorScaling к true.

Типы данных: double

Частота дискретизации входного сигнала в Гц в виде положительного числового скаляра.

Типы данных: double

Корреляция между оборудованием пользователя (UE) и антеннами базовой станции (BS) в виде одного из этих значений:

  • 'Low' или 'High' — Применяется и к восходящему каналу и к нисходящему каналу. 'Low' не эквивалентно никакой корреляции между антеннами.

  • 'Medium' или 'Medium-A' — Для нисходящего канала см. приложение B.2.3.2 TS 36.101. Для восходящего канала см. приложение B.5.2 TS 36.104. TransmissionDirection свойство управляет направлением передачи.

  • 'UplinkMedium' — Смотрите TS 36.104, приложение B.5.2.

  • 'Custom' — ReceiveCorrelationMatrix свойство задает корреляцию между антеннами UE и TransmitCorrelationMatrix свойство задает корреляцию между антеннами BS. Смотрите Раздел TR 38.901 7.7.5.2.

Для получения дополнительной информации о корреляции между UE и антеннами BS, смотрите TS 36.101 [2] и TS 36.104 [3]

Типы данных: char | string

Расположение поляризации антенны в виде 'Co-Polar', 'Cross-Polar', 'Custom'.

Типы данных: char | string

Направление передачи в виде 'Downlink' или 'Uplink'.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Low'Средняя, 'Medium-A', 'UplinkMedium', или 'High'.

Примечание

Это свойство описывает направление передачи, соответствующее состоянию канала, в котором роль передающих и приемных антенн не подкачиваются. Если антенны подкачиваются, противоположное направление передачи применяется к этому свойству. Чтобы определить текущее направление ссылки канала, смотрите TransmitAndReceiveSwapped значение свойства.

Типы данных: char | string

Количество антенн передачи в виде положительного целого числа.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Low'Средняя, 'Medium-A', 'UplinkMedium', или 'High', или набор оба MIMOCorrelation и Polarization к 'Custom'.

Типы данных: double

Количество получает антенны в виде положительного целого числа.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Low'Средняя, 'Medium-A', 'UplinkMedium', или 'High'.

Типы данных: double

Пространственная корреляция передатчика в виде 2D матрицы или трехмерного массива.

  • Если канал является плоским частотой (PathDelays скаляр), задайте TransmitCorrelationMatrix как 2D Эрмитова матрица размера N T-by-NT. N T является количеством антенн передачи. Основными диагональными элементами должны быть все единицы, и недиагональные элементы должны иметь величину, меньшую, чем или равный одной.

  • Если канал является выборочным частотой (PathDelays вектор-строка из длины N P), задайте TransmitCorrelationMatrix как один из этих массивов:

    • 2D Эрмитова матрица размера N T-by-NT со свойствами элемента, как ранее описано. Каждый путь имеет ту же корреляционную матрицу передачи.

    • Трехмерный массив размера N T NT NP, где каждая субматрица размера N T-by-NT является Эрмитова матрица со свойствами элемента, как ранее описано. Каждый путь имеет свою собственную корреляционную матрицу передачи.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Custom' и Polarization к любому 'Co-Polar' или 'Cross-Polar'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Пространственная корреляция приемника в виде 2D матрицы или трехмерного массива.

  • Если канал является плоским частотой (PathDelays скаляр), задайте ReceiveCorrelationMatrix как 2D Эрмитова матрица размера N R-by-NR. N R является количеством, получают антенны. Основными диагональными элементами должны быть все единицы, и недиагональные элементы должны иметь величину, меньшую, чем или равный одной.

  • Если канал является выборочным частотой (PathDelays вектор-строка из длины N P), задайте ReceiveCorrelationMatrix как один из этих массивов:

    • 2D Эрмитова матрица размера N R-by-NR со свойствами элемента, как ранее описано. Каждый путь имеет то же самое, получают корреляционную матрицу.

    • Трехмерный массив размера N R NR NP, где каждая субматрица размера N R-by-NR является Эрмитова матрица со свойствами элемента, как ранее описано. Каждый путь имеет свое собственное, получают корреляционную матрицу.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Custom' и Polarization к любому 'Co-Polar' или 'Cross-Polar'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Передайте наклонные углы поляризации в градусах в виде вектора-строки.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Custom' и Polarization к 'Cross-Polar'.

Типы данных: double

Получите наклонные углы поляризации в градусах в виде вектора-строки.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Custom' и Polarization к 'Cross-Polar'.

Типы данных: double

Отношение степени перекрестной поляризации в дБ в виде числового скаляра или вектора-строки. Это свойство соответствует отношению между вертикальным-к-вертикальному (P VV) и вертикальный к горизонтали (P VH) поляризация, заданная для моделей кластеризованной линии задержки (CDL) в Разделе TR 38.901 7.7.1.

  • Если канал является плоским частотой (PathDelays скаляр), задайте XPR как скаляр.

  • Если канал является выборочным частотой (PathDelays вектор-строка из длины N P), задайте XPR как одно из этих значений:

    • Скаляр — Каждый путь имеет то же отношение степени перекрестной поляризации.

    • Вектор-строка из размера 1 NP — Каждый путь имеет свое собственное отношение степени перекрестной поляризации.

Значение по умолчанию соответствует кластерно-мудрому отношению степени перекрестной поляризации CDL-A, как задано в Разделе TR 38.901 7.7.1, Таблице 7.7.1-1.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Custom' и Polarization к 'Cross-Polar'.

Типы данных: double

Объединенная корреляция для канала в виде 2D матрицы или трехмерного массива. Матрица решает, что продукт количества антенн передачи (N T) и количества получает антенны (N R).

  • Если канал является плоским частотой (PathDelays скаляр), задайте SpatialCorrelationMatrix когда 2D Эрмитова матрица размера (N T ⨉ N R) (N T ⨉ N R).The величина любого недиагонального элемента должна быть не больше, чем геометрическое среднее значение двух соответствующих диагональных элементов.

  • Если канал является выборочным частотой (PathDelays вектор-строка из длины N P), задайте SpatialCorrelationMatrix как один из этих массивов:

    • 2D Эрмитова матрица размера (N T ⨉ N R) (N T ⨉ N R) с недиагональными свойствами элемента, как ранее описано. Каждый путь имеет ту же пространственную корреляционную матрицу.

    • Трехмерный массив размера (N T ⨉ N R) (N T ⨉ N R)-by-NP массив — где каждой матрицей размера (N T ⨉ N R) (N T ⨉ N R) является Эрмитова матрица с недиагональными свойствами элемента, как ранее описано. Каждый путь имеет свою собственную пространственную корреляционную матрицу.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите MIMOCorrelation к 'Custom' и Polarization к 'Custom'.

Типы данных: double

Нормируйте усиления пути в виде true или false. Используйте это свойство нормировать процессы исчезновения. Когда это свойство установлено в true, общая степень усилений пути, усредняемых в зависимости от времени, составляет 0 дБ. Когда это свойство установлено в false, усиления пути не нормированы. Средние степени усилений пути заданы выбранным профилем задержки, или если DelayProfile установлен в 'Custom', AveragePathGains свойство.

Типы данных: логический

Смещение времени исчезающего процесса в секундах в виде числового скаляра.

Типы данных: double

Количество моделирования синусоид в виде положительного целого числа. Эти синусоиды моделируют процесс исчезновения.

Типы данных: double

Источник потока случайных чисел в виде одного из следующего:

  • 'mt19937ar with seed' — Объект использует mt19937ar алгоритм для нормально распределенной генерации случайных чисел. Вызов reset функционируйте сбрасывает фильтры и повторно инициализирует поток случайных чисел к значению Seed свойство.

  • 'Global stream' — Объект использует текущий глобальный поток случайных чисел для нормально распределенной генерации случайных чисел. Вызов reset функционируйте сбрасывает только фильтры.

Начальный seed mt19937ar потока случайных чисел в виде неотрицательного числового скаляра.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите RandomStream к 'mt19937ar with seed'. При вызове reset функция, seed повторно инициализирует mt19937ar поток случайных чисел.

Типы данных: double

Нормируйте канал выходные параметры в виде true или false. Когда это свойство установлено в true, канал, которого выходные параметры нормированы на количество, получает антенные элементы.

Примечание

Когда вы вызываете swapTransmitAndReceive функционируйте, чтобы инвертировать роль передающих и приемных антенн в канале, функция также подкачивает NumTransmitAntennas и NumReceiveAntennas свойства. Следовательно нормализация всегда количеством, получают антенные элементы, заданные NumReceiveAntennas свойство.

Типы данных: логический

Неконфигурируемые свойства канала

Это свойство доступно только для чтения.

Обратное направление ссылки канала, возвращенное как одно из этих значений.

  • false — Роль передающих и приемных антенн в модели канала соответствует исходному направлению ссылки канала. Вызов swapTransmitAndReceive функция на nrTDLChannel возразите инвертирует направление ссылки канала и переключает это значение свойства от false к true.

  • true — Роль передающих и приемных антенн в модели канала подкачивается. Вызов swapTransmitAndReceive функция на nrTDLChannel возразите восстанавливает исходное направление ссылки канала и переключает это значение свойства от true к false.

Типы данных: логический

Использование

Синтаксис

signalOut = tdl(signalIn)
[signalOut,pathGains] = tdl(signalIn)
[signalOut,pathGains,sampleTimes] = tdl(signalIn)

Описание

пример

signalOut = tdl(signalIn) отправляет входной сигнал через TDL MIMO, исчезающий канал, и возвращает поврежденный каналом сигнал.

пример

[signalOut,pathGains] = tdl(signalIn) также возвращает усиления пути к каналу MIMO базового процесса исчезновения.

[signalOut,pathGains,sampleTimes] = tdl(signalIn) также возвращает шаги расчета снимков состояния канала усилений пути.

Входные параметры

развернуть все

Входной сигнал в виде комплексного скаляра, вектора или N матрица S-by-NT, где:

  • N S является количеством выборок.

  • N T является количеством антенн передачи.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

развернуть все

Выходной сигнал, возвращенный как комплексный скаляр, вектор или N матрица S-by-NR, где:

  • N S является количеством выборок.

  • N R является количеством, получают антенны.

Тип данных выходного сигнала имеет ту же точность как тип данных входного сигнала.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

Усиления пути к каналу MIMO процесса исчезновения, возвращенного как N S NP NT NR, объединяют матрицу, где:

  • N S является количеством выборок.

  • N P является количеством путей, заданных длиной PathDelays свойство tdl.

  • N T является количеством антенн передачи.

  • N R является количеством, получают антенны.

Тип данных усилений пути имеет ту же точность как тип данных входного сигнала.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

Шаги расчета снимков состояния канала усилений пути, возвращенных как вектор-столбец S-1 N вещественных чисел. N S является первой размерностью pathGains это соответствует количеству выборок.

Типы данных: double

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

infoПолучите характеристическую информацию об уровне ссылки MIMO, исчезающий канал
getPathFilters Получите импульсную характеристику фильтра пути для уровня ссылки MIMO, исчезающий канал
swapTransmitAndReceiveПротивоположное направление ссылки в TDL образовывает канал модель
stepЗапустите алгоритм Системного объекта
cloneСоздайте объект дублированной системы
isLockedОпределите, используется ли Системный объект
releaseВысвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
resetСбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Отобразитесь спектр формы волны, полученный через коснувшуюся линию задержки (TDL), мультиввел/мультивывел (MIMO) модель канала от Раздела TR 38.901 7.7.2 использований nrTDLChannel Системный объект.

Задайте конфигурационную структуру канала с помощью nrTDLChannel Системный объект. Используйте профиль задержки TDL-C от Раздела TR 38.901 7.7.2, распространения задержки 300 нс и скорости UE 30 км/ч:

v = 30.0;                    % UE velocity in km/h
fc = 4e9;                    % carrier frequency in Hz
c = physconst('lightspeed'); % speed of light in m/s
fd = (v*1000/3600)/c*fc;     % UE max Doppler frequency in Hz

tdl = nrTDLChannel;
tdl.DelayProfile = 'TDL-C';
tdl.DelaySpread = 300e-9;
tdl.MaximumDopplerShift = fd;

Создайте случайную форму волны 1 длительности подкадра с 1 антенной.

SR = 30.72e6;
T = SR * 1e-3;
tdl.SampleRate = SR;
tdlinfo = info(tdl);
Nt = tdlinfo.NumTransmitAntennas;
 
txWaveform = complex(randn(T,Nt),randn(T,Nt));

Передайте входную форму волны через канал.

rxWaveform = tdl(txWaveform);

Постройте полученный спектр формы волны.

analyzer = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',tdl.SampleRate,...
    'AveragingMethod','Exponential','ForgettingFactor',0.99 );
analyzer.Title = ['Received Signal Spectrum ' tdl.DelayProfile];
analyzer(rxWaveform);

Figure Spectrum Analyzer contains an axes and other objects of type uiflowcontainer, uimenu, uitoolbar. The axes with title Received Signal Spectrum TDL-C contains 2 objects of type line. These objects represent Channel 1, Channel 2.

Скрипт Open Live Script

Постройте усиления пути коснувшейся линии задержки (TDL) single-input/single-output (SISO) канал с помощью nrTDLChannel Системный объект.

Сконфигурируйте канал с TDL-E профиля задержки от Раздела TR 38.901 7.7.2. Установите максимальный эффект Доплера на 70 Гц и включите усилению пути выход.

tdl = nrTDLChannel;
tdl.SampleRate = 500e3;
tdl.MaximumDopplerShift = 70;
tdl.DelayProfile = 'TDL-E';

Сконфигурируйте массивы передающей и приемной антенны для операции SISO.

tdl.NumTransmitAntennas = 1;
tdl.NumReceiveAntennas = 1;

Создайте фиктивный входной сигнал. Длина входа определяет выборки времени сгенерированного усиления пути.

in = zeros(1000,tdl.NumTransmitAntennas);

Чтобы сгенерировать усиления пути, вызовите канал на входе. Постройте график результатов.

[~, pathGains] = tdl(in);
mesh(10*log10(abs(pathGains)));
view(26,17); xlabel('Channel Path');
ylabel('Sample (time)'); zlabel('Magnitude (dB)');

Figure contains an axes. The axes contains an object of type surface.

Скрипт Open Live Script

Отобразитесь спектр формы волны, полученный через модель канала коснувшейся линии задержки (TDL) с помощью задержки, профилируют TDL-D от Раздела TR 38.901 7.7.2.

Сконфигурируйте 4 2, высокая корреляция, перекрестные полярные антенны, как задано в приложении B.2.3A.3 TS 36.101.

tdl = nrTDLChannel;
tdl.NumTransmitAntennas = 4;
tdl.DelayProfile = 'TDL-D';
tdl.DelaySpread = 10e-9;
tdl.KFactorScaling = true;
tdl.KFactor = 7.0;
tdl.MIMOCorrelation = 'High';
tdl.Polarization = 'Cross-Polar';

Создайте случайную форму волны 1 длительности подкадра с 4 антеннами.

SR = 1.92e6;
T = SR * 1e-3;
tdl.SampleRate = SR;
tdlinfo = info(tdl);
Nt = tdlinfo.NumTransmitAntennas;
 
txWaveform = complex(randn(T,Nt),randn(T,Nt));

Передайте входную форму волны через канал.

rxWaveform = tdl(txWaveform);

Постройте полученный спектр формы волны.

analyzer = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',tdl.SampleRate);
analyzer.Title = ['Received Signal Spectrum ' tdl.DelayProfile];
analyzer(rxWaveform);

Figure Spectrum Analyzer contains an axes and other objects of type uiflowcontainer, uimenu, uitoolbar. The axes with title Received Signal Spectrum TDL-D contains 2 objects of type line. These objects represent Channel 1, Channel 2.

Скрипт Open Live Script

Передайте форму волны через модель канала коснувшейся линии задержки (TDL) от Раздела TR 38.901 7.7.2 с индивидуально настраиваемым профилем задержки.

Задайте конфигурационную структуру канала с помощью nrTDLChannel Системный объект. Настройте профиль задержки с двумя касаниями.

  • Первое касание: Rician со средней степенью 0 дБ, K-фактор 10 дБ, и нулевая задержка.

  • Второе касание: Рэлеевский со средней степенью -5 дБ, и задержка пути на 45 нс с помощью TDL-D. 

tdl = nrTDLChannel;
tdl.NumTransmitAntennas = 1;
tdl.DelayProfile = 'Custom';
tdl.FadingDistribution = 'Rician';
tdl.KFactorFirstTap = 10.0;
tdl.PathDelays = [0.0 45e-9];
tdl.AveragePathGains = [0.0 -5.0];

Создайте случайную форму волны 1 длительности подкадра с 1 антенной. 

SR = 30.72e6;
T = SR * 1e-3;
tdl.SampleRate = SR;
tdlinfo = info(tdl);
Nt = tdlinfo.NumTransmitAntennas;
 
txWaveform = complex(randn(T,Nt),randn(T,Nt));

Передайте входную форму волны через канал.

rxWaveform = tdl(txWaveform);

Ссылки

[1] 3GPP TR 38.901. “Исследование модели канала для частот от 0,5 до 100 ГГц”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

[2] 3GPP TS 36.101. “Развитый Универсальный Наземный Радио-доступ (к E-UTRA); передача радио Оборудования пользователя (UE) и прием”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

[3] 3GPP TS 36.104. “Развитый Универсальный Наземный Радио-доступ (к E-UTRA); передача радио Базовой станции (BS) и прием”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

Расширенные возможности

Смотрите также

Функции

Объекты

Темы

Введенный в R2018b

Документация 5G Toolbox

Поддержка