Exponenta Banner

MIMO Fading Channel

Пропустите входной сигнал через MIMO многолучевой канал с замираниями

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Коммуникационный тулбокс/каналы

    Коммуникационный тулбокс/MIMO

  • MIMO Fading Channel block

Описание

Блок MIMO Fading Channel фильтрует входной сигнал, используя многолучевой канал с обратной связью (MIMO). Этот блок моделирует и Релея, и Райса с замираниями и использует модель Кронекера для моделирования пространственной корреляции между ссылками. Для получения дополнительной информации смотрите раздел Алгоритмы.

Размерности сигнала

Доступность и размерности сигналов входа и выхода портов зависит от:

Параметр выбора антенны

Вход сигнала (в)

Вход выбора передачи (Tx Sel)

Вход выбора приема (Rx Sel)

Вход начального смещения времени (время ввода)

Выход сигнала (Out1)

Необязательный выход усиления канала (коэффициент усиления)

OffN S-by- N TН/ДН/Днеотрицательный скалярN S-by- N RN S-by- N P-by- N T-by- N R
TxN S-by- N ST1-by- N TН/ДN S-by- N R
RxN S-by- N TН/Д1-by- N RN S-by- N SR
Tx and RxN S-by- N ST1-by- N T1-by- N RN S-by- N SR

Порты

Вход

расширить все

Входные данные, заданный как N S-by- N T или N S-by- N ST матрица.

  • N S представляет количество выборок во входном сигнале.

  • N T представляет количество передающих антенн.

  • N ST представляет количество выбранных передающих антенн.

Типы данных: double | single
Поддержка комплексного числа: Да

Выберите активные передающие антенны в виде 1-байт- N T-двоичного вектора. N T представляет количество передающих антенн. Для элементов задано значение 1 идентифицировать выбранные индексы и 0 антенны идентифицируют невыбранные индексы антенны.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Main установите для параметра Antenna значение Tx или Tx and Rx.

Типы данных: double

Выберите активные приемные антенны, заданные как 1-байт- N R-двоичный вектор. N R представляет количество приемных антенн. Для элементов задано значение 1 идентифицировать выбранные индексы и 0 антенны идентифицируют невыбранные индексы антенны.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Main установите для параметра Antenna значение Rx или Tx and Rx.

Типы данных: double

Начальное смещение времени для модели с замираниями в секундах, заданное как неотрицательный скаляр.

Init Time должен быть больше, чем время окончания последней системы координат. Когда Init Time не является произведением 1/Sample rate (Hz), он округлен до ближайшего положения образца.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Realization установите Начальный источник времени на Input port.

Типы данных: double

Выход

расширить все

Выходной сигнал данных для канала с замираниями, возвращаемый как N S-by N R или N S-by N SR матрица.

  • N S представляет количество выборок во входном сигнале.

  • N R представляет количество приемных антенн .

  • N SR представляет количество выбранных приемных антенн.

Дискретные усиления пути базового процесса затухания, возвращенные как N S-by N P-by N T-by N R массив.

  • N S представляет количество выборок во входном сигнале.

  • N P представляет количество путей .

  • N T представляет количество передающих антенн .

  • N R представляет количество приемных антенн.

Значения для невыбранных путей заполняются NaN.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Realization, выберите Output channel path gains.

Параметры

расширить все

Главная вкладка

Многолучевые параметры (частотная селективность)

Выберите этот параметр, чтобы использовать частоту дискретизации входного сигнала при обработке. Когда Inherit sample rate from input выбран, скорость дискретизации равна N S/ T S, где N S - количество входа отсчетов, а T S - шаг расчета модели.

Скорость выборки входного сигнала, заданная в hertz как положительную скалярную величину. Чтобы соответствовать настройкам модели, установите частоту дискретизации N S/ T S, где N S - количество входа сэмплов, а T S - шаг расчета модели.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда Унаследовать частоту дискретизации из входа не выбран.

Типы данных: double

Задержки для каждого дискретного пути в секундах, заданные как неотрицательный скаляр или вектор-строка.

  • Когда вы устанавливаете Discrete path delays (s) на скаляр, канал MIMO является частотно-плоским.

  • Когда вы устанавливаете Discrete path delays (s) в вектор, канал MIMO является частотно-избирательным.

Типы данных: double

Средний коэффициент усиления для каждого дискретного пути в децибелах, заданный как скаляр или вектор-строка. Average path gains (dB) должны иметь тот же размер, что и задержки дискретного пути.

Типы данных: double

Выберите этот параметр, чтобы нормализовать процессы замирания так, чтобы общая степень усиления пути, усредненная с течением времени, составляла 0 дБ.

Выберите замирающее распределение канала Rayleigh или Rician.

K-фактор канала Райса с замираниями, заданный как положительный скаляр или 1-байт- N вектор P неотрицательных значений. N P равняется значению параметра Discrete path delays (s).

  • Если вы задаете K-factors скаляром, первый дискретный путь является процессом Райса с замираниями с коэффициентом Райса K K-factors. Любые оставшиеся дискретные пути являются независимыми процессами Релеевского замирания.

  • Если вы задаете K-factors как вектор-строка, дискретный путь, соответствующий положительному элементу K-factors вектору, является процессом Райса с коэффициентом Райса K, заданным этим элементом. Дискретный путь, соответствующий любым нулевым элементам вектора K-factors, является процессами Релеевского замирания. По крайней мере, одно значение элемента должно быть ненулевым.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда распределение Fading Rician.

Типы данных: double

Доплеровские сдвиги для компонентов линии зрения канала Райса с замираниями в герцах, заданные как скаляр или вектор-строка. Этот параметр должен иметь тот же размер, что и K-множители.

  • Если вы задаете LOS path Doppler shifts (Hz) скаляр, он представляет доплеровский сдвиг компонента линии зрения первого дискретного пути, который является процессом Райса с замираниями.

  • Если вы устанавливаете LOS path Doppler shifts (Hz) на вектор-строку, дискретный путь, который является процессом Райса с замираниями, имеет свою линию зрения компонента доплеровский сдвиг, заданный элементами LOS path Doppler shifts (Hz), которые соответствуют положительным элементам в векторе K-факторов.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда распределение Fading Rician.

Типы данных: double

Начальные фазы для компонента линии видимости канала Райса с замираниями в радианах, заданные как скаляр или вектор-строка. Этот параметр должен иметь тот же размер, что и K-множители.

  • Если вы задаете LOS path initial phases (rad) скаляром, это начальная фаза компонента линии видимости первого дискретного пути, которая является процессом Райса с замираниями.

  • Если вы устанавливаете LOS path initial phases (rad) на вектор-строку, дискретный путь, который является процессом Райса с замираниями, имеет свою начальную фазу компонента линии видимости, заданную элементами LOS path initial phases (rad), которые соответствуют положительным элементам в векторе K-факторов.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда распределение Fading Rician.

Типы данных: double

Допплеровские параметры (временная дисперсия)

Максимальный доплеровский сдвиг для всех путей канала в герце, заданный как неотрицательный скаляр.

Maximum Doppler shift (Hz) должно быть меньше (Sample rate (Hz )/10 )/ f c для каждого пути, где f c - частотный коэффициент отсечения пути. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Частотный коэффициент отсечения ».

Типы данных: double

Форма допплеровского спектра для всех путей канала, заданная как единственная структура допплеровского спектра, возвращенная из doppler функция или массив 1-by- N P-ячеек таких структур. Значением по умолчанию этого параметра является допплеровский спектр Джейкса (doppler('Jakes')).

  • Если вы назначаете один вызов dopplerвсе пути имеют одинаковый заданный доплеровский спектр.

  • Если вы назначаете массив вызовов 1-by N P-ячеек doppler используя любой из заданных синтаксисов, каждый путь имеет Доплеровский спектр, заданный соответствующей структурой Доплеровского спектра в массиве. В этом случае N P равняется значению параметра Discrete path delays (s).

Зависимости

Этот параметр применяется, когда Максимальный Доплеровский сдвиг (Гц) больше нуля.

Если для метода для генерации замирающих выборок задано значение Sum of sinusoids, Доплеровский спектр должен быть doppler('Jakes').

Параметры антенны (пространственная дисперсия)

Выберите пространственный режим корреляции: None, Separate Tx Rx, или Combined.

Количество передающих антенн, заданное как положительное целое число.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда Specify spatial correlation is None или Combined.

Типы данных: double

Количество приемных антенн, заданное как положительное целое число.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда Specify spatial correlation is None.

Типы данных: double

Задайте пространственную корреляцию передатчика как N T-by- N T-матрицу или N T-by- N T-by- N P-решётку. N T является количеством передающих антенн, и N P равняется значению параметра Discrete path delays (s).

  • Если Discrete path delays (s) является скаляром, канал является частотно-плоским, а Transmit spatial correlation является N T-by N T-Эрмитовой матрицей. Величина любого off-диагонального элемента должна быть не больше, чем среднее геометрическое двух соответствующих диагональных элементов.

  • Если Discrete path delays (s) является вектором, канал является частотно-избирательным, и можно задать Transmit spatial correlation как матрицу. Каждый путь имеет одну и ту же матрицу пространственной корреляции передачи.

  • В качестве альтернативы можно задать Transmit spatial correlation как N массив T-by N T-by N P, где каждый путь может иметь свою собственную разную матрицу пространственной корреляции передачи.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда Specify spatial correlation is Separate Tx Rx.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Задайте пространственную корреляцию приемника как N R-by N R или N R-by N R-by N P массива. N R является количеством приемных антенн, и N P равняется значению параметра Discrete path delays (s).

  • Если Discrete path delays (s) является скаляром, канал является частотно-плоским, а Receive spatial correlation является N R-by N R-Эрмитовой матрицей. Величина любого off-диагонального элемента должна быть не больше, чем среднее геометрическое двух соответствующих диагональных элементов.

  • Если Discrete path delays (s) является вектором, канал является частотно-избирательным, и можно задать Receive spatial correlation как матрицу. Каждый путь имеет одну и ту же матрицу пространственной корреляции приема.

  • В качестве альтернативы можно задать Receive spatial correlation как N массив R-by N R-by N P, где каждый путь может иметь свою собственную отдельную матрицу пространственной корреляции приема.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда Specify spatial correlation is Separate Tx Rx.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Задайте комбинированную матрицу пространственной корреляции как N матрицу TR-by N TR или N матрицу TR-by N TR-by N P, где N TR = (N T ✕ N R), и N P равняется количеству путей задержки, заданному дискретными задержками пути

  • Если Дискретные задержки пути являются скаляром, канал является частотным плоским, и Combined spatial correlation является N TR-by N TR Эрмитовой матрицей. Величина любого off-диагонального элемента должна быть не больше, чем среднее геометрическое двух соответствующих диагональных элементов.

  • Если Дискретные задержки пути являются вектором, канал является частотно-избирательным, и можно задать Combined spatial correlation как матрицу. Каждый путь имеет одну и ту же матрицу пространственной корреляции.

  • В качестве альтернативы можно задать Combined spatial correlation как N массив TR-by N TR-by N P, где каждый путь может иметь свою собственную отдельную комбинированную матрицу пространственной корреляции.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда Specify spatial correlation is Combined.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Выберите этот параметр, чтобы нормализовать выходы канала по количеству приемных антенн.

Тип компиляции, заданный как Interpreted execution или Code generation.

Выбранный режим антенны соответствует дополнительным входным портам на блоке.

Antenna selection настройкиДобавлены входные порты
OffNone
TxTx Sel
RxRx Sel
Tx and RxTx Sel, Rx Sel

Вкладка Реализация

Выберите технику моделирования канала Filtered Gaussian noise или Sum of sinusoids.

Количество синусоидов, используемых для моделирования процесса затухания, заданное как положительное целое число.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда метод для генерации замирающих выборок Sum of sinusoids.

Укажите источник начального смещения времени для модели с замираниями Property или Input port.

  • Когда вы задаете Initial time source Property, используйте Начальное время (ы), чтобы задать начальное смещение времени.

  • Когда вы задаете Initial time source Input port, используйте вход порт Init Time, чтобы задать начальное смещение времени.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда метод для генерации замирающих выборок Sum of sinusoids.

Начальное смещение времени для модели с замираниями, заданное как неотрицательный скаляр.

Когда Initial time (s) не является произведением 1/Частота дискретизации (Гц), она округлится до ближайшего положения выборки.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда метод для генерации замирающих выборок Sum of sinusoids и начальный источник времени установлен в Property.

Начальный seed генератора случайных чисел для этого блока, заданное как неотрицательное целое число.

Выберите этот параметр, чтобы добавить выходной порт Gain к блоку и вывести коэффициент усиления канального пути базового процесса затухания.

Вкладка визуализации

Выберите 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 Допплеровский спектр, отображаются в отдельном окне. Для получения дополнительной информации см. раздел «Визуализация канала».

Пара передающая-приемная антенна для отображения, заданная как вектор 1 на 2, где первый элемент соответствует желаемой передающей антенне, а второй соответствует желаемой приемной антенне. В это время может отображаться только одна пара.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда визуализация Канала не Off.

Выберите процент выборок для отображения: 10%, 25%, 50%, или 100%. Увеличение процента повышает точность отображения за счет скорости симуляции.

Зависимости

Этот параметр появляется, когда визуализация Канала Impulse response, Frequency response, или Impulse and frequency responses.

Путь, для которого отображается Допплеровский спектр, заданный как положительное целое число от 1 до N P, где N P равняется значению параметра Discrete path delays (s).

Зависимости

Этот параметр появляется, когда визуализация Канала Doppler spectrum.

Примеры моделей

Concatenated OSTBC with TCM in Simulink

Конкатенированный OSTBC с TCM в Simulink

Ортогональный пространственно-временной блочный код (OSTBC), конкатенированный с решетчатой модуляцией (TCM) для передачи информации по каналу с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) с 2 передающими антеннами и 1 приемной антенной.

Характеристики блоков

Типы данных

double | single

Многомерные сигналы

yes

Сигналы переменного размера

yes

Алгоритмы

расширить все

Обработка с замираниями по ссылке описана в Методологии симуляции многолучевых каналов с замираниями и принимает те же параметры для всех (N T × N R) ссылок канала MIMO. Каждая ссылка содержит все мультипути для этой ссылки.

Ссылки

[1] Oestges, C. и B. Clerckx. MIMO Wireless Communications: от распространения в реальном мире до проекта кода пространства-времени. Академическая пресса, 2007.

[2] Correira, L. M. Мобильные широкополосные мультимедийные сети: Методы, модели и инструменты для 4G. Академическая пресса, 2006.

[3] Кермоаль, Й. П., Л. Шумахер, К. И. Педерсен, П. Е. Могенсен, и Ф. Фредериксен. Стохастическая модель радиоканала MIMO с экспериментальной валидацией. Журнал IEEE по отдельным областям коммуникаций. Том 20, № 6, 2002, стр. 1211-1226.

[4] Иерухим, М., П. Балабан, и К. С. Шанмуган. Симуляция систем связи. Второе издание. Нью-Йорк: Kluwer Academic/Plenum, 2000.

[5] Pätzold, Matthias, Cheng-Xiang Wang, and Bjorn Olav Hogstand. «Два новых метода на основе суммы синусоидов для эффективной генерации нескольких некоррелированных Релеевских замираний волн». Транзакции IEEE по беспроводной связи. Том 8, № 6, 2009, стр. 3122-3131.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.

См. также

Блоки

Функции

Объекты

Темы

Введенный в R2013b

Документация Communications Toolbox

Поддержка