Выполните трассировку лучей

Импортируйте данные о созданиях для Чикаго в siteviewer от OpenStreetMap (osm) файл. Для получения дополнительной информации о osm файле, см. [1]. Поместите два передатчика и сайты приемника в городе.

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 ретранслятора до сайта приемника с до отражения второго порядка. Постройте вычисленные лучи.

rays  = raytrace([tx1, tx2],rx);
plot([rays{:}]);

Трассировка лучей находит несколько путей к лучу к приемнику от каждого передатчика. Из карты мы можем визуально видеть, что первый передатчик ближе к приемнику, чем второй передатчик. Мы можем также видеть, что первый передатчик больше отразил пути к приемнику. Отобразите задержки распространения, сопоставленные с каждым передатчиком.

pd1 = [rays{1}.PropagationDelay]

pd1 = 1×11
10-6 ×

    0.3830    0.3839    0.5476    0.6482    0.5486    0.5487    0.5487    0.6572    0.6946    0.7141    0.8874

pd2 = [rays{2}.PropagationDelay]

pd2 = 1×5
10-6 ×

    0.5967    0.5974    0.6059    0.6066    0.6255

Создайте один фильтр канала для каждого ретранслятора. Задайте частоту дискретизации 30 МГц и используйте минимальную задержку среди семи лучей как ссылка времени 0.

chanFilt1 = comm.ChannelFilter('SampleRate',30e6, ...
    'PathDelays',pd1-min([pd1, pd2]))

chanFilt1 = 
  comm.ChannelFilter with properties:

                 SampleRate: 30000000
                 PathDelays: [0 8.9075e-10 1.6461e-07 2.6516e-07 1.6557e-07 1.6569e-07 1.6568e-07 2.7423e-07 3.1157e-07 3.3106e-07 5.0442e-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 2.1441e-07 2.2294e-07 2.2357e-07 2.4247e-07]
          FilterDelaySource: 'Auto'
    NormalizeChannelOutputs: true

Отдельные фильтры канала для этих двух передатчиков дают к различным значениям задержки фильтра. Используйте info объектная функция comm.ChannelFilter показать задержку фильтра двух фильтров канала.

fd1 = chanFilt1.info.ChannelFilterDelay

fd1 = 7

fd2 = chanFilt2.info.ChannelFilterDelay

fd2 = 1

Два фильтра канала должны иметь ту же задержку фильтра, чтобы объединить канал выходные параметры на сайте приемника. Настройте задержку фильтра каждого фильтра канала, чтобы использовать большее значение индивидуально вычисленных значений задержки.

set(chanFilt1,"FilterDelaySource",'Custom', ...
    "FilterDelay",max(fd1,fd2));
set(chanFilt2, ...
    "FilterDelaySource",'Custom', ...
    "FilterDelay",max(fd1,fd2));

Применяйтесь получают объединение сигнала

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 

Получите усиления пути из вычисленных лучей. Примите, что сайты являются статическими, и никакой эффект Доплера 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 ретранслятора и получите объединение сигнала. Объединенное 2x1 распределило канал MIMO, имеет задержку фильтра макс. (fd1, fd2).

x  = qammod(randi([0, M-1],Ns,Nt),M);
y = chanFilt1(x,pg1) + chanFilt2(x,pg2);

Приложение

[1] osm файл загружается с https://www.openstreetmap.org, который обеспечивает доступ к полученным толпой данным о карте во всем мире. Данные лицензируются под Открытыми Данными палата общин Открытая Лицензия Базы данных (ODbL), https://opendatacommons.org/licenses/odbl/.

Нисходящая передача

Сгенерируйте случайные усиления пути для одной системы координат нисходящего канала, 3 2 образовывают канал. Передача случайным образом сгенерировала 256-QAM сигналы через 3 2 нисходящий канал.

pgDownlink = chan();
x = qammod(randi([0 modOrder-1],frmLen,Nant1),modOrder);
yDL = chanFiltDownlink(x,pgDownlink);

Восходящая передача

Переключите направление ссылки. Запустите объект канала сгенерировать другую систему координат усилений пути, переставив его 3-е (Tx), и 4-е размерности (Rx) для взаимного восходящего канала 2 3 образовывают канал. Передача случайным образом сгенерировала 256-QAM сигналы через 2 3 взаимный восходящий канал.

pgUplink = permute(chan(),[1 2 4 3]);
x = qammod(randi([0 modOrder-1],frmLen,Nant2),modOrder);
yUL = chanFiltUplink(x,pgUplink);

Нисходящие и восходящие измерения массива

Покажите размеры нисходящих и восходящих массивов усиления пути, возвращенных объектом канала MIMI как ${\mathit{N}}_{\mathrm{S}}$-${\mathit{N}}_{\mathrm{P}}$-${\mathit{N}}_{\mathrm{T}}$-${\mathit{N}}_{\mathrm{R}}$ массив.

size(pgDownlink)

ans = 1×4

        1000           3           3           2

size(pgUplink)

ans = 1×4

        1000           3           2           3

Покажите размер выходных матриц канала, возвращенных объектом канала MIMI как ${\mathit{N}}_{\mathrm{S}}$-${\mathit{N}}_{\mathrm{R}}$ матрица. ${\mathit{N}}_{\mathrm{S}}$ количество отсчетов. ${\mathit{N}}_{\mathrm{R}}$ количество, получают антенны.

size(yDL)

ans = 1×2

        1000           2

size(yUL)

ans = 1×2

        1000           3