comm.ChannelFilter
Пропустите сигнал с использованием многолучевых усилений при заданных задержках пути
Описание
Используйте comm.ChannelFilter Система object™ для фильтрации сигнала с использованием многолучевых усилений при заданных задержках пути.
Для фильтрации сигнала с использованием многолучевых усилений:
Создайте
comm.ChannelFilterОбъекту и установите его свойства.Вызывайте объект с аргументами, как будто это функция.
Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе «Что такое системные объекты?».
Создание
Описание
chanFilt = comm.ChannelFilter
chanFilt = comm.ChannelFilter(Name,Value)'SampleRate',1e6 устанавливает частоту дискретизации на 1 МГц. Заключайте каждое имя свойства в кавычки.
Свойства
Использование
Синтаксис
Описание
y = chanFilt(x,g)x, через многолучевой канал с усилениями пути g, в местах задержки пути, заданных свойством PathDelays.
Входные параметры
Выходные аргументы
Функции объекта
Чтобы использовать функцию объекта, задайте системный объект в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:
release(obj)
Примеры
Исследуйте пространственное разнообразие канала в распределенной системе MIMO
В распределенной системе MIMO исследуйте пространственное разнесение, передав один и тот же сигнал от двух географически разделенных передатчиков и объединив принятые сигналы в одном приемнике. Используйте трассировку лучей, чтобы проанализировать пути распространения и усиления от каждого передатчика к приемнику.
Выполните трассировку луча
Импорт данных о созданиях для Чикаго в siteviewer из файла OpenStreetMap (osm). Для получения дополнительной информации о файле osm см. [1]. Разместите в городе два передатчика и один приемник.
sv = siteviewer('buildings','Chicago.osm'); rx = rxsite('Name','Receiver', ... 'Latitude',41.878543,'Longitude',-87.630599, ... 'AntennaHeight',1.5); show(rx); tx1 = txsite('Name','Transmitter #1', ... 'Latitude',41.878996,'Longitude',-87.629361); show(tx1); tx2 = txsite('Name','Transmitter #2', ... 'Latitude',41.880142,'Longitude',-87.630850); show(tx2);
Выполните трассировку лучей от каждого сайта передатчика до сайта приемника с отражением до первого порядка. Постройте график вычисленных лучей.
rays = raytrace([tx1, tx2],rx);
plot([rays{:}]);
Трассировка лучей находит семь лучевых путей к приемнику. Существует четыре лучевых пути от первого участка передатчика и три лучевых пути от второго участка передатчика. На карте мы можем визуально увидеть, что первый передатчик ближе к приемнику, чем второй передатчик. Лучи, сопоставленные с первым передатчиком, имеют меньшие задержки распространения, чем второй передатчик.
pd1 = [rays{1}.PropagationDelay]pd1 = 1×4
10-6 ×
0.3830 0.3839 0.5476 0.6482
pd2 = [rays{2}.PropagationDelay]pd2 = 1×3
10-6 ×
0.5967 0.5973 0.6059
Создайте один фильтр для каждого узла передатчика. Задайте частоту дискретизации 30 МГц и используйте минимальную задержку среди семи лучей в качестве ссылки времени 0.
chanFilt1 = comm.ChannelFilter('SampleRate',30e6, ... 'PathDelays',pd1-min([pd1, pd2]))
chanFilt1 =
comm.ChannelFilter with properties:
SampleRate: 30000000
PathDelays: [0 8.7600e-10 1.6459e-07 2.6516e-07]
FilterDelaySource: 'Auto'
NormalizeChannelOutputs: true
chanFilt2 = comm.ChannelFilter('SampleRate',30e6, ... 'PathDelays',pd2-min([pd1, pd2]))
chanFilt2 =
comm.ChannelFilter with properties:
SampleRate: 30000000
PathDelays: [2.1372e-07 2.1434e-07 2.2294e-07]
FilterDelaySource: 'Auto'
NormalizeChannelOutputs: true
Фильтры канала получают различные значения задержки фильтра. Используйте info функция объекта от comm.ChannelFilter для отображения задержки фильтра двух фильтров канала.
fd1 = chanFilt1.info.ChannelFilterDelay
fd1 = 7
fd2 = chanFilt2.info.ChannelFilterDelay
fd2 = 1
Два фильтра канала должны иметь одну и ту же задержку фильтра, чтобы объединить выходы канала в узле приемника. Настройте задержку фильтра для каждого фильтра, используя большее значение значений задержки, вычисленных канальными фильтрами.
set(chanFilt1,"FilterDelaySource",'Custom', ... "FilterDelay",max(fd1,fd2)); set(chanFilt2, ... "FilterDelaySource",'Custom', ... "FilterDelay",max(fd1,fd2));
Применить объединение приемных сигналов
Настройте системные параметры, присвоив только одну изотропную антенну на каждом сайте.
Nt = 1; % Number of transmit elements Ns = 1000; % Samples per frame M = 64; % Modulation order
Извлеките усиления пути из вычисленных лучей. Предположим, что сайты статичны, и доплеровский сдвиг не введен.
pg1 = 10.^(-[rays{1}.PathLoss]/20) .* exp(1i*[rays{1}.PhaseShift]);
pg2 = 10.^(-[rays{2}.PathLoss]/20) .* exp(1i*[rays{2}.PhaseShift]);Сгенерируйте систему координат случайных 64-QAM сигналов. Выполните фильтрацию канала для каждого узла передатчика и примите объединение сигнала. Объединенный распределенный канал MIMO 2x1 имеет задержку фильтра max (fd1, fd2).
x = qammod(randi([0, M-1],Ns,Nt),M); y = chanFilt1(x,pg1) + chanFilt2(x,pg2);
Приложение
[1] Файл osm загружается из https://www.openstreetmap.org, что обеспечивает доступ к данным карты, полученной из толпы, по всему миру. Данные лицензированы под лицензией Open Data Commons Open Database License (ODbL), https://opendatacommons.org/licenses/odbl/.
Выполните фильтрацию канала для профиля EVA LTE 2x2
Создайте объект фильтра канала с профилем задержки модели LTE Extended Vehicular A (EVA).
chanFilt = comm.ChannelFilter( ... 'SampleRate', 30.72e6, ... 'PathDelays', [0 30 150 310 370 710 1090 1730 2510]*1e-9);
Настройте системные параметры. Существует две передающей и приемной антенны.
[Nt, Nr] = deal(2); Ns = 30720; Np = length(chanFilt.PathDelays); M = 256;
Сгенерируйте сигнал случайного 256-QAM и комплексные усиления пути.
x = qammod(randi([0, M-1], Ns, Nt), M); g = complex(rand(Ns, Np, Nt, Nr), rand(Ns, Np, Nt, Nr));
Фильтрация сигнала с путем коэффициентами усиления для профиля задержки EVA.
y = chanFilt(x, g);
Алгоритмы
Фильтр канала реализует полосовой фильтр с дробной задержкой (FD) конечной импульсной характеристикой (КИХ) с длиной 16 коэффициентов для каждой дробной задержки кандидата в 0, 0,02, 0,04,..., 0,98.
Каждый дискретный путь округлен до ближайшей дробной задержки кандидата, поэтому предел ошибки задержки составляет 1% от шага расчета. Чтобы достичь групповой задержки полосы пропускания, превышающей 80%, и величины полосы пропускания, превышающей 90%, алгоритм выбирает оптимальные значения коэффициентов конечной импульсной характеристики для каждой дробной задержки, удовлетворяя при этом следующим критериям:
Пульсация групповой задержки ≤ 10%
Величина ≤ 2 дБ
Ослабление полосы пропускания величины = 3 дБ
Графики показывают полосы пропускания, которые удовлетворяют критериям проекта для пульсации задержки группы, пульсации величины и ослабления полосы пропускания величины.
Для получения дополнительной информации смотрите статью Объектно-ориентированный подход на основе Matlab к многолучевой симуляции замирания канала в MATLAB® Центральный.