主要内容

模拟和可视化陆地移动卫星频道

该示例示出了如何通过生成状态系列,其各自的空间系列和信道系数来模拟两个状态陆地移动卫星(LMS)信道模型。在涉及卫星终端和移动终端的场景中,通过信道发送的信号并不总是具有理想的视线路径。在某些情况下,信号体验诸如多普勒频移,阴影和多径衰落的现象。适当地建模这种现象的效果对于正确设计能够处理和补偿信道效果的端到端通信链路是必不可少的。该示例假定城市场景,并使用3.8 GHz的载波频率。该模型适用于3至5 GHz范围内的频率。

介绍

LMS信道模型旨在模拟卫星对地信道中观测到的信道包络。鉴于终端的移动性质,信道包络会因发射和接收终端的移动、建筑物和树叶造成的阻塞、阴影和多径而发生变化。

该示例通过使用两个状态半马尔可夫链来模拟这样的频道,其中通道在良好和坏的状态之间交替。一种良好状态以视线条件或部分阴影条件为特征,而坏状态其特点是严重的阴影条件或完全堵塞。

以下方框图显示了通道建模的分步步骤:

除了为此示例定义的环境和载波频率之外,通过建立方案来完成通道的建模。这需要定义以下参数:

  • 仰角

  • 地面终端的速度

  • 频道的采样时间

  • 地面终端的方位角取向

  • 频道的初始状态

  • 总模拟持续时间

环境设置和初始状态分配

在地面上设置卫星终端和移动终端之间的环境。显示环境的属性。

%载波频率(赫兹)cfg.carierfrequency = 3.8e9;%相对于地平面的仰角(度)升降角=45.;平端子速度为每秒以米为单位的速度cfg.velocity =.2;%采样间隔(秒)采样时间=0.0025;地面终端运动的%方向以度为程度cfg.azimuthorientation =0.;

为模型指定合适的初始状态。

cfg.InitialState=“好的”;在几秒钟内频道建模的百分比持续时间cfg.totalsimulationtime =100;DISP(CFG)
运载器频率:3.8000e+09仰角:45速度:2采样时间:0.0025方位角:0初始状态:“良好”总模拟时间:100

使用ITU-R P.681-11建议书3.1附图2中定义的配置获取相应的LMS参数[2]这个functionHelperGetLMInputParams执行必要的操作。

[paramsgoodstate,paramsbadstate] = HelpergetlmsinputParams(CFG);

用种子初始化随机数发生器。改变种子以获得不同的渠道实现。默认值73是任意值。

种子=73;rng(种子);

渠道模型

使用结构中定义的设置模型LMS通道CFG.

如果您有LMS数据,则可以更新该字段paramsogoodstate.paramsbadstate.结构,然后将结构传递给HelperModelMschannel帮手功能。

[状态系列,通道系数]=HelperModelMSChannel(cfg,paramsGoodState,paramsBadState);

通道可视化

使用由于建模而生成的信道系数来绘制状态系列及其相应的空间系列。

timeVector=0:cfg.SampleTime:cfg.TotalSimulationTime;绘图(timeVector,stateSeries)标题([“持续时间通道的状态系列”num2str(cfg.totalsimulationtime)'秒'])轴([0时间向量(结束)-0.51.5])xlabel(‘时间(单位:秒)’)伊拉贝尔(“国家”

图包含轴对象。具有标题状态系列通道的轴对象100秒包含类型线的对象。

绘制空间系列,以展示信道信封的瞬时力量随时间变化。

图(2)绘图(时间向量,20*log10(abs(信道系数)))标题([“持续时间的空间系列”num2str(cfg.totalsimulationtime)'秒'])Xlabel(‘时间(单位:秒)’)伊拉贝尔('路径增益(dB)'

图包含轴对象。具有标题空间系列通道的轴对象100秒包含类型线的对象。

进一步探索

此示例使用三个结构:CFG.paramsogoodstate.paramsbadstate.这个paramsogoodstate.paramsbadstate.结构包含LMS参数,分别用于建模好状态和坏状态CFG.结构包含与当前设置相关的信息。您可以根据需要更改每个结构中的每个参数,然后观察状态系列和信道系数的变化。要为不同频段的信道建模,您可以使用您拥有的任何数据或ITU-R P.681-11建议中提供的任何数据表第3.1节附录2[2]。要通过通道过滤输入信号,您可以使用输出通道系数,信道系数

附录:

此示例使用这些辅助功能:

工具书类

[1]3GPP TR 38.811 v15.3.0(2020-07)。支持非地面网络的新无线电(NR)研究(第15版)。第三代金宝app伙伴关系项目;技术报告组无线电接入网络。https://www.3gpp.org

[2]ITU-R建议书681-11(12/2019)。“陆地移动卫星服务中设计系统所需的传播数据。”国际电信联盟;无线电通信部门。https://www.itu.int/pub/R-REC