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信道模型的目的是模拟卫星对地信道中观测到的信道包络。考虑到终端的移动特性,由于发射和接收终端的移动,由于建筑物和树叶、阴影和多路径造成的阻塞,信道包络线会发生变化。

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。一种良好的状态具有视线条件或部分阴影条件的特征,而糟糕的状态其特点是严重的阴影条件或完全堵塞。

下面的框图显示了对通道建模的步骤:

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

  • 仿真总时间

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。

%以赫兹为单位的载波频率cfg.carierfrequency = 3.8e9;%仰角相对于地平面的角度cfg。ElevationAngle =45.;平端子速度为每秒以米为单位的速度cfg.velocity =.2;%采样间隔时间,单位为秒cfg。SampleTime =0.0025;地面终端运动的%方向以度为程度cfg.azimuthorientation =0.;

为模型指定一个合适的初始状态。

cfg.initialstate =“好的”;在几秒钟内频道建模的百分比持续时间cfg.totalsimulationtime =One hundred.;DISP(CFG)
载波频率:3.8000e+09仰角:45速度:2 SampleTime: 0.0025 AzimuthOrientation: 0初始状态:“好”TotalSimulationTime: 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].功能HelperGetLMSInputParams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);

通道模型

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HelperModelLMSChannel帮手功能。

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

渠道可视化

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;情节(timeVector stateSeries)标题([“信道持续时间的状态系列”num2str(cfg.totalsimulationtime)'秒')轴([0 timeVector(end) -0.5 1.5]) xlabel(的时间(年代)) ylabel (“状态”

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)情节(timeVector, 20 * log10 (abs (channelCoefficients)))标题([“持续时间的空间系列”num2str(cfg.totalsimulationtime)'秒'])Xlabel(的时间(年代)) ylabel (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。

进一步的探索

此示例使用三个结构:CFG.paramsogoodstate.,paramsbadstate..的paramsogoodstate.paramsbadstate.结构包含分别用于建模好的和坏的状态的LMS参数。的CFG.结构包含与当前设置相关的信息。您可以根据需要在这些结构中更改每个参数,然后观察状态序列和通道系数如何变化。要为不同频带的信道建模,您可以使用ITU-R P.681-11建议3.1节附录2中提供的任何数据或数据表[2].要通过通道过滤输入信号,您可以使用输出通道系数,channelCoefficients

附录:

此示例使用这些辅助功能:

参考文献

[1]3GPP TR 38.811 v15.3.0(2020 - 07)。支持非地面网络的新无线电研究(第15版)金宝app第三代合作伙伴项目;技术报告小组无线电接入网。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