Введение

Модель канала LMS предназначена для симуляции огибающей канала, которая наблюдается в канале «спутник - земля». Учитывая характер движения терминалов, огибающая канала испытывает изменения из-за движения передающих и приемных терминалов, блокировки из-за созданий и листвы, затенения и многолучевого распространения.

Этот пример моделирует такой канал с помощью двухгосударственной полумарковской цепи, где канал чередуется между хорошим и плохим состояниями. Хорошее состояние характеризуется либо состояниями линии зрения, либо частичными состояниями затенения, в то время как плохое состояние характеризуется либо серьезными условиями затенения, либо полным блокированием.

Следующий блок показывает пошаговую процедуру для моделирования канала:

В дополнение к сценарию и частоте несущей, заданным для этого примера, моделирование канала осуществляется путем настройки сценария. Это требует определения следующих параметров:

Setup окружения и начальное присвоение состояния

Настройте окружение между спутниковым терминалом и мобильным терминалом на земле. Отображение свойств окружения.

cfg.CarrierFrequency = 3.8e9;                           % Carrier frequency in Hertz
cfg.ElevationAngle = 45;              % Elevation angle with respect to ground plane in degrees
cfg. Скорость = 2;                    % Speed of movement of ground terminal in metres per second
cfg. SampleTime = 0.0025;                  % Sampling interval in seconds
cfg. AzimuthOrientation = 0;          % Direction of movement of ground terminal in degrees

Присвойте подходящее начальное состояние для модели.

cfg.InitialState = "Bad";
cfg. TotalSimulationTime = 100;         % Total duration of channel modeling in seconds
disp (cfg)

       CarrierFrequency: 3.8000e+09
         ElevationAngle: 45
               Velocity: 2
             SampleTime: 0.0025
     AzimuthOrientation: 0
           InitialState: "Bad"
    TotalSimulationTime: 100

Получение соответствующих параметров LMS с помощью строений, определенных в ITU-R P.681-11 рекомендация Раздел 3.1 Приложение 2 [2]. Функция HelperGetLMSInputParams выполняет необходимую операцию.

[paramsGoodState,paramsBadState] = HelperGetLMSInputParams(cfg);

Инициализируйте генератор случайных чисел с seed. Измените seed, чтобы получить различные реализации канала. Значение по умолчанию 73 является произвольным значением.

seed = 73;
rng(seed);

Модель канала

Моделируйте канал LMS с помощью настройки, определенной в структуре cfg.

Если у вас есть данные LMS, можно обновить поля paramsGoodState и paramsBadState структур, а затем передать структуры в HelperModelLMSChannel вспомогательная функция.

[stateSeries,channelCoefficients] = HelperModelLMSChannel(cfg,paramsGoodState,paramsBadState);

Визуализация канала

Постройте график ряда состояний и его соответствующих пространственных рядов, используя коэффициенты канала, сгенерированные в результате моделирования.

timeVector = 0:cfg.SampleTime:cfg.TotalSimulationTime;
plot(timeVector,stateSeries)
title(['State Series of Channel for Duration ' num2str(cfg.TotalSimulationTime) ' seconds'])
axis([0 timeVector(end) -0.5 1.5])
xlabel('Time (in s)')
ylabel('State')

Постройте график пространственного ряда, чтобы показать, как изменяется мгновенная степень огибающей канала со временем.

figure(2)
plot(timeVector,20*log10(abs(channelCoefficients)))
title(['Space Series of Channel for Duration ' num2str(cfg.TotalSimulationTime) ' seconds'])
xlabel('Time (in s)')
ylabel('Path Gain (in dB)')

Дальнейшие исследования

Этот пример использует три структуры: cfg, paramsGoodState, и paramsBadState. The paramsGoodState и paramsBadState структуры содержат параметры LMS, которые используются для моделирования хороших и плохих состояний, соответственно. The cfg структура содержит информацию, относящуюся к текущей настройке. Можно изменять каждый параметр по мере необходимости в каждой из этих структур, а затем наблюдать, как изменяются ряды состояний и коэффициенты канала. Для моделирования канала для различных полос частот можно использовать любые имеющиеся данные или любую из таблиц данных, доступных в ITU-R P.681-11 Рекомендация Раздел 3.1 Приложение 2 [2]. Чтобы фильтровать входной сигнал через канал, можно использовать коэффициенты выходного канала, channelCoefficients.

Приложение:

Этот пример использует следующие вспомогательные функции:

Ссылки

[1] 3GPP TR 38,811 V15.3.0 (2020-07). Исследование на Новом радио (NR) для поддержки неэфирных сетей (релиз 15). Проект Партнерства 3-ьей генерации; Группа технических отчетов Радиосеть Доступа. https://www.3gpp.org.

[2] Рекомендация P.681-11 МСЭ-Р (12/2019). «данные распространения, необходимая для проекта систем в наземной мобильной спутниковой службе». Международное объединение электросвязи; Сектор радиосвязи. https://www.itu.int/pub/R-REC.