ワイヤレスチャネルモデリングは、常にモバイルワイヤレス通信システムの理論において挑戦的で困難なポイントでした。通常、チャネルモデリングには統計的手法が使用され、特定の環境で調査中の信号の特性に応じて異なるチャネルモデルが選択されます。現在、OFDMシステムのシミュレーションには、主に無線チャネルに関連する以下のシミュレーション方法があります:1)遅延とフェージング振幅値を設定し、信号を乗算して合計するこれは、最も簡単なマルチパスチャネルシミュレーションです。 ; 2)各遅延パスの遅延とパワーを設定し、ガウスプロセスを使用して、パスパワーに従って複素タップ係数の実数部と虚数部を取得し、信号を複素数タップ係数と乗算して合計します。これも単純化です。 3)レイリー振幅フェージングを生成するために、MATLABの関数raylrndなどのレイリーフェージング係数を生成し、信号にフェージング係数を乗算します。4)FIRフィルターを使用してチャネルをシミュレーションします。5)さまざまなシステムレベルのシミュレーションツールを使用します。 MATLAB Simulink、Agilent ADSなどのマルチパスシェルフモジュール。
ときに広帯域無線チャンネルのOFDM システムは、遅いフェージングチャネルとして近似される[8] :と仮定すると、チャネルのフェージングが遅い十分であり、それはOFDMシンボル期間内の一定値とみなすことができます。この仮定の下では、上記の最初の3つの方法を使用できます。基地局、移動局、散乱体がすべて固定されている場合、チャネルは時不変フィルターと見なすことができるため、前述の4番目の方法を使用できます。上記の最初の4つの方法は大まかなモデルであり、実際にはブロードバンド無線通信チャネルの時変特性を考慮していません。上記の5番目の方法では、外国のソフトウェアで既製のモジュールを使用しており、モデルは比較的細かいですが、シミュレーションを実行すると、モジュールがどのように生成されるのかがはっきりしません。モジュール内のさまざまなパラメーターの定義が十分に正確でない場合、システムを合理的にセットアップできません。シミュレーションを必要とする効果を達成するためのパラメータ。
文献[5]は、チャネルの周波数選択性(時間分散)に従って、チャネルがフラットフェージングチャネルと周波数選択性フェージングチャネルに分けられ、チャネルの時間選択性(周波数分散)に従って、チャネルが高速フェージングチャネルと低速フェージングチャネルに分けられることを指摘しました。チャネル。このようなチャネル分類は完全に分離されているわけではなく、互いに重複しています。したがって、以下の説明の便宜上、チャネルは時間分散の観点からモデル化されています。
時間分散の観点から、ブロードバンドワイヤレスチャネルは周波数選択性フェージングチャネルです。チャネルは複数の解決可能なパスで構成されます。各解決可能なパスはフラットフェージングチャネルです。つまり、異なる遅延時間を持つ複数のチャネルで構成されます。フラットフェージングチャネルの組み合わせ。過去40年間で、タップ付き遅延線モデル(図3に示す)、COST207モデル(タップ付き遅延線モデルの特殊なケース)、ハッシュミ鈴木など、多数の時間分散チャネルモデルが確立されています[8]。トリノモデルなど。その中でも、タップ遅延線モデルは、周波数選択性フェージングチャネルの入力信号と出力信号をリンクする一般的に使用されるモデルであり、各タップ係数は時変です。
場合はX(T)とY(t)はチャネル入力と出力の複素ローパスサンプルを表し、それぞれ、それらが遅延及び時間に対するマルチパス伝搬路のインパルス応答であり、その後、タップ付き遅延線モデルを示す図3 インパルス応答関数は次のように表されます。
(1)
ここで、最初のl番目のパワー遅延時間の場合、最初のl番目の遅延コンポーネントは複素ガウス過程、つまり最初のパワースペクトルlドップラースペクトルパスの場合、パスの最初のlフェージングレートを制御します。タップ遅延です。チャネルを通過した後の信号は、次のように表すことができます。
(2)
前記フラットフェージングチャネルである単一の解決パス、など。式(1)(2)から、周波数選択性フェージングチャネルを確立するには、まずレイリー分布に従うフラットフェージングチャネルを生成する必要があります。
クラークは、フラットな小規模のフェージング、つまりレイリーフェージングチャネルを記述するための統計モデルを提案しました[6] 。シミュレーションCI Arke モデル-主な2つのタイプ:1つ目は正弦波重ね合わせ法(SOS)で、2つ目のタイプのフィルターはシェーピングフィルターです。前者の方法は、計算量を効果的に削減できるため、広く使用されています。Jakes シミュレーションモデルは、最初の方法で最も広く使用されています。Jakes シミュレーションモデルの研究と改善を行っている人もいますが、IEEE には対応する記事が多数あります。
マルチパスチャネルのMATLAB シミュレーションの手順は次のとおりです。
(1)ドップラー周波数シフト値、遅延ベクトル値、遅延パスフェージングパワーベクトル値、およびJakesシミュレーターが必要とする正弦波の数を設定します。
(2)Jakesシミュレーターを使用して、i番目の遅延パスのレイリーフェージング時変関数を生成します。
(3)は式(2)であり、y(t)は式(2)に従って得られる。振幅フェージングのみを考慮した場合、使用される振幅はi番目の遅延信号で乗算されます。
[11] [12]はレイリーフェージング(同等のローパスシステム)のシミュレーション式を与え、シミュレートされたマルチパスチャネルの振幅変動はレイリー分布に従い、位相変動は平均分布に従います。
Nが6よりも大きい必要がある場合、最大ドップラー周波数シフト(車の速度/波長、波長=光の速度/無線周波数、たとえば、最大ドップラー周波数fdmax = 150Hz(5GHzでの移動速度は9m / s))、これは入射角に対応します場合。これまでのところ、各パスのレイリーフェージング生成は完了しており、信号への影響は次のとおりです。
振幅のみが影響を受ける場合、入力ベースバンド信号がIin、Qin、出力がIout、Qoutであり、xc = real(r(t))、xs = img(r(t))であるとします:Iout = sqrt(xc。^ 2 + xs。^ 2)。* Iin; Qout = sqrt(xc。^ 2 + xs。^ 2)。* Qin;振幅と位相が影響を受ける場合:Iout = xc。* Iin-xs。* Qin; Qout = xs。 * Iin + xc。* Qin;
各パスの振幅フェージングを互いに独立させるためにカウンターの量が導入され、シミュレーション時間を短縮するために、プログラムで詳細に説明されているスキップカウンターの概念が導入されたことは注目に値します。