Фильтрация входного сигнала через канал многолучевого замирания MIMO
Набор средств связи/каналы
Набор средств связи/MIMO
Блок MIMO Fading Channel фильтрует входной сигнал с использованием многолучевого канала MIMO. Этот блок моделирует и релеевское, и рисийское замирание и использует модель Кронекера для моделирования пространственной корреляции между связями. Подробные сведения об обработке см. в разделе Алгоритмы.
Доступность и размеры входных и выходных сигналов портов зависят от:
Настройка параметров выбора антенны на вкладке «Главная»
параметр Начальный источник времени на закладке Реализация.
Путь выходного канала получает выбор на закладке Реализация.
| Параметр выбора антенны | Вход сигнала (дюйм) | Вход выбора передачи (Tx Sel) | Ввод выбора приема (Rx Sel) | Ввод начального смещения по времени (время ввода) | Выход сигнала (Out1) | Дополнительный выход усиления канала (усиление) |
|---|---|---|---|---|---|---|
Off | NS-by-NT | Н/Д | Н/Д | неотрицательный скаляр | NS-за-NR | НС-за-НП-за-НТ-за-НР |
Tx | NS-за-NST | 1-by-NT | Н/Д | NS-за-NR | ||
Rx | NS-by-NT | Н/Д | 1-by-NR | NS-by-NSR | ||
Tx and Rx | NS-за-NST | 1-by-NT | 1-by-NR | NS-by-NSR |
NS представляет количество выборок во входном сигнале.
NT представляет количество передающих антенн, определяемое:
Передавать пространственную корреляцию, если для параметра Указать пространственную корреляцию установлено значение Separate Tx Rx
Количество передающих антенн, если для параметра Specify correlation установлено значение None или Combined
NR представляет количество приемных антенн, определяемое:
Принимать пространственную корреляцию, если для параметра Указать пространственную корреляцию установлено значение Separate Tx Rx
Количество приемных антенн, если для параметра «Specify spatial correlation» установлено значение None
Комбинированная пространственная корреляция и количество передающих антенн, если для параметра Specify spatial correlation установлено значение Combined
NP представляет количество канальных трактов, определяемое дискретными задержками или средним усилением трактов (дБ).
NST представляет количество выбранных передающих антенн, определяемое количеством элементов, установленных на 1 в векторе, предоставленном входному порту Tx Sel.
NSR представляет количество выбранных приемных антенн, определяемое количеством элементов, установленных на 1 в векторе, предоставленном входному порту Rx Sel.
in - Входной сигнал данныхВходной сигнал данных, определяемый как матрица NS-by-NT или NS-by-NST.
NS представляет количество выборок во входном сигнале.
NT представляет количество передающих антенн.
NST представляет количество выбранных передающих антенн.
Типы данных: double | single
Поддержка комплексного номера: Да
Tx Sel - Выбор активных передающих антеннВыберите активные передающие антенны, указанные как 1-by-NT двоичный вектор. NT представляет количество передающих антенн. Для элементов установлено значение 1 идентифицировать выбранные антенные индексы и 0 идентифицируют невыбранные антенные индексы.
Чтобы включить этот порт, на вкладке Main (Главная) установите для параметра Antenna selection значение Tx или Tx and Rx.
Типы данных: double
Rx Sel - Выбор активных приемных антеннВыберите активные приемные антенны, указанные как 1-by-NR двоичный вектор. NR представляет количество приемных антенн. Для элементов установлено значение 1 идентифицировать выбранные антенные индексы и 0 идентифицируют невыбранные антенные индексы.
Чтобы включить этот порт, на вкладке Main (Главная) установите для параметра Antenna selection значение Rx или Tx and Rx.
Типы данных: double
Init Time - Начальный сдвиг по времениНачальное смещение по времени для модели замирания в секундах, указанное как неотрицательный скаляр.
Время инициализации должно быть больше времени окончания последнего кадра. Если время ввода не кратно 1/Sample rate (Hz), округляется до ближайшего положения образца.
Для активизации этого порта на вкладке «Реализация» установите для параметра Initial time source значение Input port.
Типы данных: double
Out1 - Выходной сигнал данных для канала замиранияВыходной сигнал данных для канала замирания, возвращаемый в виде матрицы NS-by-NR или NS-by-NSR.
NS представляет количество выборок во входном сигнале.
NR представляет количество приемных антенн.
NSR представляет количество выбранных приемных антенн.
Gain - Дискретные коэффициенты усиления трактаДискретные усиления пути основного процесса замирания, возвращаемые как массив NS-by-NP-by-NT-by-NR.
NS представляет количество выборок во входном сигнале.
NP представляет количество трактов канала.
NT представляет количество передающих антенн.
NR представляет количество приемных антенн.
Записи для невыбранных путей заполняются NaN.
Для активизации этого порта на вкладке «Реализация» выберите Output channel tray girs.
Inherit sample rate from input - Параметр наследования частоты дискретизации из входных данныхВыберите этот параметр для использования частоты дискретизации входного сигнала при обработке. Когда Inherit sample rate from input выбирается частота выборки NS/TS, где NS - количество входных выборок, а TS - время выборки модели.
Sample rate (Hz) - Частота дискретизации входного сигнала1 (по умолчанию) | положительный скалярЧастота дискретизации входного сигнала, заданная в герцах как положительный скаляр. Для соответствия настройкам модели установите частоту выборки в NS/TS, где NS - количество входных выборок, а TS - время выборки модели.
Этот параметр появляется, когда параметр Наследовать частоту выборки из входных данных не выбран.
Типы данных: double
Discrete path delays (s) - Задержки для каждого дискретного тракта0 (по умолчанию) | неотрицательный скалярный | вектор строкиЗадержки для каждого дискретного пути в секундах, определяемые как неотрицательный скаляр или вектор строки.
Если задать для дискретных задержек пути значение скаляра, канал MIMO будет иметь плоскую частоту.
Если для дискретных задержек пути задано значение вектора, канал MIMO является частотно-избирательным.
Типы данных: double
Average path gains (dB) - Средний коэффициент усиления для каждого дискретного тракта0 (по умолчанию) | скаляр | вектор строкиСредний коэффициент усиления для каждого дискретного пути в децибелах, определяемый как скалярный вектор или вектор строки. Средние коэффициенты усиления тракта (дБ) должны иметь тот же размер, что и дискретные задержки тракта.
Типы данных: double
Normalize average path gains to 0 dB - Возможность нормализации среднего коэффициента усиления пути до 0 дБВыберите этот параметр для нормализации процессов замирания таким образом, чтобы общая мощность усиления тракта, усредненная во времени, равнялась 0 дБ.
Fading distribution - Распределение затухания канала Rayleigh (по умолчанию) | RicianВыберите распределение замирания канала. Rayleigh или Rician.
K-factors - K-коэффициент канала замирания Rician3 (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор строки неотрицательных значенийK-фактор канала замирания Rician, определяемый как положительный скаляр или вектор 1-by-NP неотрицательных значений. NP равняется значению параметра Дискретные задержки тракта.
Если задать для K-факторов скаляр, первым дискретным путем будет процесс замирания Rician с K-фактором Rician из K-факторов. Все остальные дискретные пути являются независимыми процессами релеевского замирания.
Если задать K-множители для вектора строки, то дискретный путь, соответствующий положительному элементу вектора K-множителей, будет процессом замирания Rician с Rician K-множителем, заданным этим элементом. Дискретным путем, соответствующим любым нулевым элементам вектора K-факторов, являются релеевские процессы замирания. По крайней мере одно значение элемента должно быть ненулевым.
Этот параметр появляется, когда Fading distribution имеет значение Rician.
Типы данных: double
LOS path Doppler shifts (Hz) - доплеровские сдвиги для компонентов линии визирования0 (по умолчанию) | скаляр | вектор строкиДоплеровские сдвиги для составляющих линии визирования канала замирания Rician в герцах, задаваемые как скалярный вектор или вектор строки. Этот параметр должен иметь тот же размер, что и K-множители.
Если задать доплеровские сдвиги (Гц) пути LOS в скалярное значение, это представляет доплеровский сдвиг компонента линии визирования первого дискретного пути, который является процессом замирания Rician.
Если установить доплеровские сдвиги (Гц) пути LOS в вектор строки, дискретный путь, который является процессом замирания Rician, имеет свой доплеровский сдвиг по линии визирования, определяемый элементами доплеровских сдвигов (Гц) пути LOS, которые соответствуют положительным элементам в векторе K-факторов.
Этот параметр появляется, когда Fading distribution имеет значение Rician.
Типы данных: double
LOS path initial phases (rad) - Начальные фазы для компонентов линии визирования0 (по умолчанию) | скаляр | вектор строкиНачальные фазы для компонента линии визирования канала замирания Rician в радианах, задаваемые как скалярный вектор или вектор строки. Этот параметр должен иметь тот же размер, что и K-множители.
Если задать начальные фазы пути LOS (rad) на скаляр, то именно начальная фаза компонента линии визирования первого дискретного пути является процессом замирания Rician.
Если задать начальные фазы (рад) пути LOS вектором строки, то для дискретного пути, являющегося процессом замирания Rician, начальная фаза компонента линии визирования определяется элементами начальных фаз (рад) пути LOS, которые соответствуют положительным элементам в векторе K-факторов.
Этот параметр появляется, когда Fading distribution имеет значение Rician.
Типы данных: double
Maximum Doppler shift (Hz) - Максимальный доплеровский сдвиг для всех трактов канала0.001 (по умолчанию) | неотрицательный скалярМаксимальный доплеровский сдвиг для всех трактов канала в герцах, заданный как неотрицательный скаляр.
Максимальный доплеровский сдвиг (Гц) должен быть меньше (Частота выборки (Гц )/10 )/fc для каждого тракта, где fc - коэффициент частоты отсечки тракта. Дополнительные сведения см. в разделе Коэффициент частоты отсечения .
Типы данных: double
Doppler spectrum - Форма доплеровского спектра для всех трактов каналаdoppler('Jakes') (по умолчанию) | doppler('Flat') | doppler('Rounded', ...) | doppler('Bell', ...) | doppler('Asymmetric Jakes', ...) | doppler('Restricted Jakes', ...) | doppler('Gaussian', ...) | doppler('BiGaussian', ...)Форма доплеровского спектра для всех трактов канала, заданная как единая структура доплеровского спектра, возвращаемая из doppler функция или 1-by-NP клеточный массив таких структур. Значением этого параметра по умолчанию является спектр Джейкса Доплера (doppler('Jakes')).
При назначении одиночного вызова dopplerвсе пути имеют одинаковый заданный доплеровский спектр.
При назначении массива 1-by-NP ячеек вызовов doppler используя любой из заданных синтаксисов, каждый тракт имеет доплеровский спектр, заданный соответствующей структурой доплеровского спектра в массиве. В этом случае NP равно значению параметра дискретных задержек тракта.
Этот параметр применяется, когда максимальный доплеровский сдвиг (Гц) больше нуля.
Если параметру Техника генерации выборок замирания присвоено значение Sum of sinusoids, доплеровский спектр должен быть doppler('Jakes').
Specify spatial correlation - Режим пространственной корреляцииNone (по умолчанию) | Separate Tx Rx | CombinedВыберите режим пространственной корреляции: None, Separate Tx Rx, или Combined.
Выбирать 'None' для указания количества передающих и приемных антенн.
Выбирать 'Spatial Tx Rx' для раздельного задания матриц пространственной корреляции передачи и приема. Количество передающих (NT) и приемных (NR) антенн получают из размеров параметров пространственной корреляции передачи и пространственной корреляции приема соответственно.
Выбирать 'Combined' для задания одной матрицы корреляции для всего канала. Произведение NT и NR получают из размерности комбинированной пространственной корреляции.
Number of transmit antennas - Количество передающих антенн2 (по умолчанию) | положительное целое числоЧисло передающих антенн, указанное как положительное целое число.
Этот параметр появляется, когда задается пространственная корреляция None или Combined.
Типы данных: double
Number of receive antennas - количество приемных антенн;2 (по умолчанию) | положительное целое числоКоличество приемных антенн, указанное как положительное целое число.
Этот параметр появляется, когда задается пространственная корреляция None.
Типы данных: double
Transmit spatial correlation - Пространственная корреляция передатчика[1 0; 0 1] (по умолчанию) | матрица | массив 3-DУкажите пространственную корреляцию передатчика в виде матрицы NT-by-NT или матрицы NT-by-NT-by-NP. NT - это количество передающих антенн, и NP равно значению параметра дискретных задержек тракта.
Если дискретные задержки пути являются скалярными, то канал является плоским по частоте, а пространственная корреляция передачи является эрмитовой матрицей NT-by-NT. Величина любого внедиагонального элемента не должна превышать среднее геометрическое двух соответствующих диагональных элементов.
Если дискретные задержки пути являются вектором, канал является частотно-избирательным, и в качестве матрицы можно задать пространственную корреляцию передачи. Каждый тракт имеет одинаковую матрицу пространственной корреляции передачи.
В качестве альтернативы можно задать пространственную корреляцию передачи как массив NT-by-NT-by-NP, где каждый тракт может иметь свою собственную матрицу пространственной корреляции передачи.
Этот параметр появляется, когда задается пространственная корреляция Separate Tx Rx.
Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да
Receive spatial correlation - Пространственная корреляция приемника[1 0; 0 1] (по умолчанию) | матрица | массив 3-DЗадайте пространственную корреляцию приемника в виде матрицы NR-за-NR или матрицы NR-за-NR-за-NP. NR - это количество приемных антенн, и NP равно значению параметра дискретных задержек тракта.
Если дискретные задержки пути являются скалярными, канал является плоским по частоте, а пространственная корреляция приема является эрмитовой матрицей NR-by-NR. Величина любого внедиагонального элемента не должна превышать среднее геометрическое двух соответствующих диагональных элементов.
Если дискретные задержки пути являются вектором, канал является частотно-избирательным, и в качестве матрицы можно задать пространственную корреляцию приема. Каждый тракт имеет одинаковую матрицу пространственной корреляции приема.
В качестве альтернативы можно указать пространственную корреляцию приема как массив NR-на-NR-на-NP, где каждый тракт может иметь свою собственную матрицу пространственной корреляции приема.
Этот параметр появляется, когда задается пространственная корреляция Separate Tx Rx.
Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да
Combined spatial correlation - Комбинированная матрица пространственной корреляции[1 0 0 0; 0 1 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1] (по умолчанию) | матрица | массив 3-DУкажите комбинированную матрицу пространственной корреляции как матрицу NTR-на-NTR или матрицу NTR-на-NTR-на-NP, где NTR = (NT ✕ NR), а NP равно числу путей задержки, задаваемому параметром (ами) Дискретные задержки пути.
Если дискретные задержки пути являются скалярными, канал является плоским по частоте, а комбинированная пространственная корреляция является эрмитовой матрицей NTR-by-NTR. Величина любого внедиагонального элемента не должна превышать среднее геометрическое двух соответствующих диагональных элементов.
Если дискретные задержки пути являются вектором, канал является частотно-избирательным, и в качестве матрицы можно задать комбинированную пространственную корреляцию. Каждый тракт имеет одинаковую матрицу пространственной корреляции.
Можно также задать комбинированную пространственную корреляцию как массив NTR-на-NTR-на-NP, где каждый путь может иметь свою собственную комбинированную матрицу пространственной корреляции.
Этот параметр появляется, когда задается пространственная корреляция Combined.
Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да
Normalize outputs by number of receive antennas - Нормализовать выход каналаВыберите этот параметр для нормализации выходных сигналов канала по количеству приемных антенн.
Simulate using - Тип компиляцииInterpreted execution (по умолчанию) | Code generationТип компиляции, указанный как Interpreted execution или Code generation.
Antenna selection - Антенный режимOff (по умолчанию) | Tx | Rx | Tx and RxВыбранный антенный режим соответствует дополнительным входным портам блока.
| Настройка выбора антенны | Добавлены входные порты |
|---|---|
Off | Ничего |
Tx | Tx Sel |
Rx | Rx Sel |
Tx and Rx | Tx Sel, Rx Sel |
Technique for generating fading samples - Методика моделирования каналовFiltered Gaussian noise (по умолчанию) | Sum of sinusoidsВыберите метод моделирования канала. Filtered Gaussian noise или Sum of sinusoids.
Number of sinusoids - Количество использованных синусоид48 (по умолчанию) | положительное целое числоЧисло синусоид, используемых для моделирования процесса замирания, указанное как положительное целое число.
Этот параметр появляется, когда метод генерации выборок замирания имеет значение Sum of sinusoids.
Initial time source - Источник начального смещения времениProperty (по умолчанию) | Input portУкажите источник начального временного смещения для модели замирания. Property или Input port.
Если для параметра Исходный источник времени задано значение Property, используйте Начальное время (и), чтобы задать начальное смещение времени.
Если для параметра Исходный источник времени задано значение Input portиспользуйте входной порт Init Time для установки начального временного смещения.
Этот параметр появляется, когда метод генерации выборок замирания имеет значение Sum of sinusoids.
Initial time (s) - Начальный сдвиг по времени0 (по умолчанию) | неотрицательный скалярНачальное смещение по времени для модели замирания, указанное как неотрицательный скаляр.
Когда Initial time (s) не является кратным 1/Частота выборки (Гц), округляется до ближайшего положения выборки.
Этот параметр появляется, когда метод генерации выборок замирания имеет значение Sum of sinusoids и Исходный источник времени установлен в Property.
Initial seed - Начальное начальное число генератора случайных чисел73 (по умолчанию) | неотрицательное целое числоНачальное начальное число генератора случайных чисел для этого блока, указанное как неотрицательное целое число.
Output channel path gains - Опция для вывода коэффициентов усиления тракта каналаВыберите этот параметр, чтобы добавить выходной порт усиления в блок и вывести коэффициенты усиления тракта канала основного процесса замирания.
Channel visualization - Выберите визуализацию каналаOff (по умолчанию) | Impulse response | Frequency response | Doppler spectrum | Impulse and frequency responsesВыберите визуализацию канала: Off, Impulse response, Frequency response, Doppler spectrum, или Impulse and frequency responses. Когда визуализация включена, выбранные характеристики канала, такие как импульсная характеристика или доплеровский спектр, отображаются в отдельном окне. Дополнительные сведения см. в разделе Визуализация каналов.
Antenna pair to display - Пара передающая-принимающая антенна для отображения[1,1] (по умолчанию) | векторПара передающая-принимающая антенна для отображения, заданная как вектор 1 на 2, где первый элемент соответствует требуемой передающей антенне, а второй соответствует требуемой приемной антенне. В это время может отображаться только одна пара.
Этот параметр появляется, когда визуализация канала не Off.
Percentage of samples to display - Процент отображаемых образцов25% (по умолчанию) | 10% | 50% | 100%Выберите процент отображаемых образцов: 10%, 25%, 50%, или 100%. Увеличение процента повышает точность отображения за счет скорости моделирования.
Этот параметр появляется, когда визуализация канала Impulse response, Frequency response, или Impulse and frequency responses.
Path for Doppler spectrum display - Путь, для которого отображается доплеровский спектр1 (по умолчанию) | положительное целое числоТракт, для которого отображается доплеровский спектр, заданный как положительное целое число от 1 до NP, где NP равно значению параметра Дискретные задержки тракта.
Этот параметр появляется, когда визуализация канала Doppler spectrum.
Типы данных |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Обработка замирания для линии связи описана в методе моделирования многоканальных каналов замирания и предполагает одинаковые параметры для всех (NT × NR) линий связи канала MIMO. Каждый канал содержит все многолучевые каналы для этого канала.
Модель Кронекера предполагает, что пространственные корреляции на передающей и приемной сторонах являются разделяемыми. Эквивалентно, предполагается, что направление отправления (DoD) и направления прибытия (DoA) спектры являются разделяемыми. Полная корреляционная матрица:
Символ ⊗ представляет продукт Кронекера.
Rt представляет корреляционную матрицу на стороне передачи: HHH] размера NT-by-NT.
Rr представляет корреляционную матрицу на стороне приема: HHH] размера NR-by-NR.
Реализовать матрицу канала MIMO можно следующим образом:
Rr12ARt12
A - матрица NR-by-NT независимых идентично распределенных комплексных гауссовых переменных с нулевым средним и единичной дисперсией.
Для различных типов доплеровского спектра определяют коэффициент частоты отсечки fc.
Для любого типа доплеровского спектра, отличного от гауссова и бигауссова, fc равно 1.
Для doppler('Gaussian') тип спектра, fc равно NormalizedStandardDeviation2log2.
Для doppler('BiGaussian') тип спектра:
Если PowerGains(1) и NormalizedCenterFrequencies(2) значения полей оба 0, то fc равно NormalizedStandardDeviation(1)2log2.
Если PowerGains(2) и NormalizedCenterFrequencies(1) значения полей оба 0, то fc равно NormalizedStandardDeviation(2)2log2.
Если NormalizedCenterFrequencies значение поля - [0,0] и NormalizedStandardDeviation поле имеет два одинаковых элемента, затем fc равно NormalizedStandardDeviation(1)2log2.
Во всех остальных случаях fc равно 1.
Когда объект находится в режиме выбора антенны, он использует следующие алгоритмы для обработки входного сигнала:
Все случайные усиления тракта всегда генерируются и продолжают развиваться для каждой линии связи, независимо от того, выбрана ли данная линия связи или нет. Значения усиления тракта, выводимые для невыбранных линий связи, заполняются NaN.
Пространственная корреляция применяется только к выбранным передающим и/или приемным антеннам, и коэффициенты корреляции являются соответствующими элементами в матрицах корреляции передачи, приема или комбинированной корреляции. Другими словами, матрица пространственной корреляции для выбранных передающих или приемных антенн является подматрицей значения свойства матрицы пространственной корреляции передачи, приема или комбинированной.
Для трактов сигналов, связанных с неактивными антеннами, сигнал с нулевой мощностью передается в канальный фильтр.
Нормализация выходного сигнала канала происходит по количеству выбранных приемных антенн.
[1] Oestges, C. и Б. Клерккс. Беспроводная связь MIMO: от распространения в реальном мире до разработки кода пространства-времени. Академическая пресса, 2007.
[2] Коррейра, Л.М. Мобильные широкополосные мультимедийные сети: методы, модели и инструменты для 4G. Академическая пресса, 2006.
[3] Кермоаль, Дж. П., Л. Шумахер, К. И. Педерсен, П. Э. Могенсен и Ф. Фредериксен. «Стохастическая модель радиоканала MIMO с экспериментальной проверкой». Журнал IEEE по отдельным областям связи. Том 20, номер 6, 2002, стр. 1211-1226.
[4] Иероним, М., П. Балабан и К. С. Шанмуган. Моделирование систем связи. Второе издание. Нью-Йорк: Kluwer Academic/Plenum, 2000.
[5] Пятцольд, Матиас, Чэн-Сян Ван и Бьорн Олав Хогстанд. «Два новых метода, основанных на сумме синусоид, для эффективного генерирования множественных некоррелированных волн релейного замирания». Транзакции IEEE по беспроводной связи. Том 8, номер 6, 2009, стр. 3122-3131.
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.
