exponenta event banner

wlanTGahChannel

Фильтрация сигнала по многолучевому каналу с замиранием 802.11ah

Описание

wlanTGahChannel Система object™ фильтрует входной сигнал через 802.11ah™ (TGah) внутренний канал MIMO, как указано в [1], следуя подходу моделирования MIMO, описанному в [4].

Обработка замирания предполагает одни и те же параметры для всех линий связи NT-на-NR канала TGah, где NT - количество передающих антенн, а NR - количество приемных антенн. Каждый канал содержит все многолучевые каналы для этого канала.

Для фильтрации входного сигнала с использованием многолучевого канала замирания TGah:

  1. Создать wlanTGahChannel и задайте его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.

Создание

Описание

пример

tgah = wlanTGahChannel создает системный объект канала TGah, tgah. Этот объект фильтрует реальный или комплексный входной сигнал через канал TGah для получения сигнала с нарушением канала.

tgah = wlanTGahChannel(Name,Value) создает объект канала TGah, tgahи устанавливает свойства, используя одну или несколько пар имя-значение. Заключите каждое имя свойства в кавычки. Например, wlanTGahChannel('NumReceiveAntennas',4,'SampleRate',4e6) создает канал TGah с четырьмя приемными антеннами и частотой дискретизации 4 МГц.

Свойства

развернуть все

Если не указано иное, свойства не настраиваются, что означает невозможность изменения их значений после вызова объекта. Объекты блокируются при их вызове, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, его значение можно изменить в любое время.

Дополнительные сведения об изменении значений свойств см. в разделе Проектирование системы в MATLAB с использованием системных объектов.

Частота дискретизации входного сигнала в Гц, заданная как действительный положительный скаляр.

Типы данных: double

Модель профиля задержки, указанная как 'Model-A', 'Model-B', 'Model-C', 'Model-D', 'Model-E', или 'Model-F'.

Таблица суммирует свойства моделей до коэффициента уменьшения полосы пропускания.

ПараметрМодель
ABCDEF
Расстояние точки останова (м)555102030
Среднеквадратичный разброс задержки (ns)0153050100150
Максимальная задержка (нс)0802003907301050
Ricic K-фактор (дБ)000366
Количество отводов1914181818
Количество кластеров122346

Число кластеров представляет количество независимо моделируемых путей распространения.

Типы данных: char | string

Полоса пропускания канала, указанная как 'CBW1', 'CBW2', 'CBW4', 'CBW8', или 'CBW16'. Значение по умолчанию: 'CBW2', что соответствует полосе пропускания канала 2 МГц.

Для полос пропускания канала, превышающих 4 МГц, канал TGah применяет коэффициент уменьшения к интервалу многолучевого распространения профиля задержки мощности. Применяемый коэффициент уменьшения равен 2ceil (log2 (BW/4)), где BW - полоса пропускания канала в МГц. Для получения дополнительной информации см. Дополнение к модели канала TGac [3].

Типы данных: char | string

Частота несущей РЧ в Гц, заданная как положительный скаляр.

Типы данных: double

Скорость рассеивателей в км/ч, заданная как положительный скаляр.

Типы данных: double

Расстояние между передатчиком и приемником в метрах, указанное как положительный скаляр.

TransmitReceiveDistance используется для вычисления потерь в тракте и определения наличия в канале состояния прямой видимости (LOS) или отсутствия прямой видимости (NLOS). Потери на тракте и стандартное отклонение потерь теневого замирания зависят от разделения между передатчиком и приемником.

Типы данных: double

Нормализовать усиление пути, указанное как числовое или логическое 1 (true) или 0 (false). Для нормализации процессов замирания таким образом, чтобы общая мощность усиления тракта, усредненная во времени, равнялась 0 дБ, установите это свойство в значение 1 (true). В противном случае задайте для этого свойства значение 0 (false).

Типы данных: logical

Индекс пользователя, указанный как неотрицательное целое число. UserIndex определяет отдельного пользователя или конкретного пользователя в многопользовательском сценарии.

Для поддержки многопользовательского сценария применяется псевдослучайное изменение угла прибытия (AoA) и угла отправления (AoD). Значение 0 указывает сценарий моделирования, который не требует разнесения по углам для каждого пользователя и предполагает, что кластеры AoAs и AoD определены в TGn.

Типы данных: double

Направление передачи активного канала, указанное как 'Downlink' или 'Uplink'.

Типы данных: char | string

Количество передающих антенн, указанное как 1, 2, 3, или 4.

Типы данных: double

Расстояние между элементами передающей антенны, определяемое как положительный скаляр, выраженный в длинах волн.

TransmitAntennaSpacing поддерживает только однородные линейные массивы.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение NumTransmitAntennas свойство имеет значение, большее, чем 1.

Типы данных: double

Количество приемных антенн, указанное как 1, 2, 3, или 4.

Типы данных: double

Расстояние между элементами приемной антенны, определяемое как положительный скаляр, выраженный в длинах волн.

ReceiveAntennaSpacing поддерживает только однородные линейные массивы.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение NumReceiveAntennas свойство имеет значение, большее, чем 1.

Типы данных: double

Масштабные эффекты замирания, применяемые в канале, указанные как 'None', 'Pathloss', 'Shadowing', или 'Pathloss and shadowing'.

Типы данных: char | string

Количество этажей здания между передатчиком и приемником, указанное как положительное целое число. Это свойство используется в нескольких сценариях этажей для учета потерь затухания этажей при расчете потерь в тракте. Значение по умолчанию: 0, которая представляет собой линию связи между передатчиком и приемником, расположенным на одном этаже.

Зависимости

NumPenetratedFloors свойство применяется только тогда, когда DelayProfile является 'Model-A' или 'Model-B'.

Типы данных: double

Флуоресцентный эффект, указанный как числовой или логический 1 (true) или 0 (false). Чтобы включить доплеровские эффекты от флуоресцентного освещения, установите для этого свойства значение 1 (true).

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение DelayProfile свойство для 'Model-D' или 'Model-E'.

Типы данных: logical

Частота ЛЭП в Гц, указанная как '50Hz' или '60Hz'.

Частота линии электропередачи составляет 60 Гц в США и 50 Гц в Европе.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение FluorescentEffect свойство для 1 (true) и DelayProfile свойство для 'Model-D' или 'Model-E'.

Типы данных: char | string

Нормализация выходных сигналов канала по количеству приемных антенн, указанных как числовые или логические 1 (true) или 0 (false).

Типы данных: logical

Включить фильтрацию каналов, заданную как числовая или логическая 1 (true) или 0 (false). Чтобы включить фильтрацию каналов, установите для этого свойства значение 1 (true). Чтобы отключить фильтрацию каналов, установите для этого свойства значение 0 (false).

Примечание

Если для этого свойства задано значение 0 (false), step функция объекта не принимает входной сигнал. В этом случае NumSamples и SampleRate свойства определяют длительность реализации процесса замирания.

Типы данных: logical

Число отсчетов временной области, используемых для получения отсчетов усиления тракта, указанных как положительное целое число.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение ChannelFiltering свойство для 0 (false).

Типы данных: double

Тип данных нарушенного сигнала, указанный как одно из следующих значений:

  • 'double' - Возврат pathGains вывод в виде матрицы двойной точности

  • 'single' - Возврат pathGains вывод в виде матрицы с одной точностью

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение ChannelFiltering свойство для 0 (false).

Типы данных: char | string

Источник потока случайных чисел, указанный как 'Global stream' или 'mt19937ar with seed'.

Если для этого свойства задано значение 'Global stream'текущий глобальный поток случайных чисел генерирует нормально распределенные случайные числа. В этом случае reset функция сбрасывает фильтры и создает новую реализацию канала.

Если для этого свойства задано значение 'mt19937ar with seed'алгоритм mt19937ar генерирует нормально распределенные случайные числа. В этом случае reset функция также повторно инициализирует поток случайных чисел до значения Seed собственность.

Типы данных: char | string

Начальное начальное число потока случайных чисел mt19937ar, указанное как неотрицательное целое число. Seed свойство повторно инициализирует поток случайных чисел mt19937ar в reset функция.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение RandomStream свойство для 'mt19937ar with seed'.

Типы данных: double

Включить вычисление выходного коэффициента усиления тракта, заданного как числовой или логический 1 (true) или 0 (false).

Типы данных: logical

Использование

Описание

пример

y = tgah(x) входной сигнал фильтров x через канал замирания TGah, определенный wlanTGahChannel Системный объект, tgahи возвращает результат в y.

[y,pathGains] = tgah(x) также возвращает в pathGains усиление тракта канала TGah основного процесса замирания.

Этот синтаксис применяется при установке PathGainsOutputPort свойство для 1 (true).

pathGains = tgah(x) возвращает выигрыш пути. NumSamples определяет длительность процесса замирания.

Этот синтаксис применяется при установке ChannelFiltering свойство для 0 (false).

Входные аргументы

развернуть все

Входной сигнал, определяемый как действительная или комплексная матрица NS-by-NT, где:

  • NS - количество выборок.

  • NT - количество передающих антенн, которое должно быть равно NumTransmitAntennas значение свойства.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного номера: Да

Выходные аргументы

развернуть все

Выходной сигнал, возвращаемый в виде комплексной матрицы NS-by-NR, где:

  • NS - количество выборок.

  • NR - количество приемных антенн, равное NumReceiveAntennas значение свойства.

Типы данных: single | double

Усиление пути процесса замирания, возвращаемое в виде комплексного массива NS-by-NP-by-NT-by-NR, где:

  • NS - количество выборок.

  • NP - количество разрешаемых трактов, то есть количество трактов, определенных для случая, указанного параметром DelayProfile собственность.

  • NT - количество передающих антенн, равное NumTransmitAntennas значение свойства.

  • NR - количество приемных антенн, равное NumReceiveAntennas значение свойства.

Типы данных: double | single

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

развернуть все

infoХарактеристическая информация о каналах многолучевого замирания TGn, TGah, TGac и TGax
stepЗапустить алгоритм объекта System
releaseДеблокирование ресурсов и разрешение изменений значений свойств объекта системы и входных признаков
resetСброс внутренних состояний объекта System

Примечание

reset: Если RandomStream свойство объекта System имеет значение 'Global stream', reset сбрасывает только фильтры. Если установить RandomStream кому 'mt19937ar with seed', reset функция также повторно инициализирует поток случайных чисел до значения Seed собственность.

Примеры

свернуть все

Фильтрация сигнала 802.11ah по каналу TGah.

cfgS1G = wlanS1GConfig;
txWaveform = wlanWaveformGenerator([1;0;0;1],cfgS1G);

Создайте объект канала TGah и настройте некоторые свойства по умолчанию. Укажите начальное значение для получения воспроизводимого выходного сигнала канала. Создайте объект конфигурации S1G и форму сигнала. Пропускают S1G сигнал через канал, подавая его в качестве входного сигнала на объект канала TGah.

tgah = wlanTGahChannel;
tgah.LargeScaleFadingEffect = 'PathLoss and shadowing';
tgah.FloorSeparation = 2;
tgah.RandomStream = 'mt19937ar with seed';
tgah.Seed = 10;

channelOutput = tgah(txWaveform);

Подтвердите пропускную способность канала и установите соответствующую частоту дискретизации.

cfgS1G.ChannelBandwidth
fs = 2e6;
ans =

    'CBW2'

Постройте график спектра выходного сигнала канала.

saScope = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',fs,'YLimits',[-110 -30]);
saScope(channelOutput)

По спектру средняя мощность выходного сигнала канала составляет приблизительно -50 дБм.

Постройте график профиля задержки для импульсного сигнала, проходящего через канал TGah.

Создайте импульсный сигнал. Задержать импульс на 10 выборок, что эквивалентно 10 нс по времени.

txWaveform = zeros(100,1);
txWaveform(11) = 1;

Создайте объект канала TGah. Укажите начальное число для воспроизводимых результатов.

tgah = wlanTGahChannel;
tgah.RandomStream = 'mt19937ar with seed';
tgah.Seed = 10;

Установите частоту дискретизации таким образом, чтобы выборка многолучевых каналов была целочисленной, кратной целочисленной задержке дискретизации.

tgah.SampleRate = 1e9;

chOut = tgah(txWaveform);
plot((0:length(chOut)-1)*1/tgah.SampleRate,abs(chOut));
xlabel('Time[s]'); ylabel('abs(chOut)');
title('Channel Power Delay Profile: Model-B')

Figure contains an axes. The axes with title Channel Power Delay Profile: Model-B contains an object of type line.

Создание S1G формы сигнала, генерируемого с использованием четырех передающих антенн и двух пространственных потоков.

cfg = wlanS1GConfig('NumTransmitAntennas',4,'NumSpaceTimeStreams',2, ...
    'SpatialMapping','Fourier');
txSig = wlanWaveformGenerator([1;0;0;1],cfg);

Создайте канал 4x2 MIMO TGah и отключите масштабные эффекты замирания.

tgahChan = wlanTGahChannel('SampleRate',1e6,'ChannelBandwidth','CBW1', ...
    'NumTransmitAntennas',4,'NumReceiveAntennas',2, ...
    'LargeScaleFadingEffect','None');

Пропускайте сигнал передачи через канал.

rxSig = tgahChan(txSig);

Отображение спектра двух принятых пространственно-временных потоков.

saScope = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',1e6, ...
    'ShowLegend',true, ...
    'ChannelNames',{'Stream 1','Stream 2'});
saScope(rxSig)

Алгоритмы

развернуть все

Алгоритмы, используемые для моделирования канала TGah, основаны на алгоритмах, используемых для канала TGn (как описано в wlanTGnChannel и модели каналов TGn [2]) и канал TGac (как описано в wlanTGacChannel и Дополнение к модели канала TGac [3]). Полную информацию об изменениях, необходимых для поддержки каналов TGah, можно найти в модели канала TGah [1]. Изменения для поддержки канала TGah включают в себя более низкие полосы пропускания, затухание разделения пола, затухание разделения стенок, потерю и затенение тракта.

Ссылки

[1] Порат Р., С. К. Ен и К. Доплер. Модель канала TGah. IEEE 802.11-11/0968r4, март 2015 г.

[2] Erceg, V., L. Schumacher, P. Kyritsi, et al. Модели каналов TGn. Версия 4. IEEE 802.11-03/940r4, май 2004 года.

[3] Breit, G., Х. Сэмпэт, С. Вермани, и др. Дополнение к модели канала TGac. Версия 12. IEEE 802.11-09/0308r12, март 2010 г.

[4] Кермоаль, Дж. П., Л. Шумахер, К. И. Педерсен, П. Э. Могенсен и Ф. Фредериксен. «Стохастическая модель радиоканала MIMO с экспериментальной проверкой». Журнал IEEE по выбранным областям в коммуникациях. Том 20, № 6, август 2002, стр. 1211-1226.

Расширенные возможности

.
Представлен в R2017a