超寬帶室內信道仿真分析
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2 信道數(shù)學模型的建立
2．1 S-V信道模型
由于超寬帶技術主要應用于室內環(huán)境，所以人們對超寬帶信道的建模主要集中在室內環(huán)境。由于墻壁、家具、人等障礙物的存在，UWB脈沖通常會發(fā)生反射、衍射等現(xiàn)象，且發(fā)送端與接收端很少存在視距傳播路徑(LOS)，因此UWB室內傳播時的多徑現(xiàn)象嚴重且第一徑通常不具有最大能量。到目前為止，人們已經提出了多種UWB室內信道模型，如△-K模型、POCA-NAZA模型、S—V模型和IEEE802．15．3a室內標準信道模型等。目前普遍認可的對于室內超寬帶傳輸特性描述較好的是基于分簇方式的模型，該模型首先由Turin于1972年提出，后來Saleh和Valen zuela在對寬帶信號的研究中提出了進一步規(guī)范化的模型，得到了普遍認可，即S—V模型，基物理描述如下：多徑信號不是按著固定的速率均勻到達接收機，而是以簇(Cluster)的形式，分成一簇一簇地到達。S—V信道模型是一個統(tǒng)計模型，由實測數(shù)據建模而成，在該模型中，來自同一個脈沖的多徑分量以簇的形式到達接收機，簇到達時間被建模成一個速率為A的泊松過程
為第l簇內的第k徑的平均功率；Γ為簇功率衰減因子；γ為多徑的功率衰減因子。雖然在該統(tǒng)計模型中多徑數(shù)目可以為無窮大，但是在實際測試中，當l或k比較大時，βk,l近似為零。
2. 2 修正S-V信道模型
S—V模型是一個適合仿真研究使用的完整的多徑模型，但存在幾個問題，首先，S—V信道能夠準確地反應室內LOS環(huán)境的傳播規(guī)律，但對于NLOS環(huán)境的性能明顯不足；其次，模型無法準確預測特定環(huán)境的多徑傳播特性；最后，在實際應用中存在模型輸入參數(shù)獲取困難的問題。為與超寬帶實測實驗中得到的數(shù)據更吻合，802．15．3a工作組對S—V模型進行了一些修改，建議利用對數(shù)正態(tài)分布而不是瑞利分布來描述多徑增益幅度，第一簇內部各路徑之間是獨立的衰減機制，用另一個對數(shù)正態(tài)分布隨機變量表示總多徑增益的波動，簇和簇內路徑的到達時間分別是用獨立的泊松過程來描述，信道沖激響應的相位分別是0或π，因此不存在虛部分量，信道誤差系數(shù)采用實變量來代替原來的復變量。考慮到UWB信號脈沖經過電介質表面反射出現(xiàn)脈沖翻轉的概率是隨機的，假設θk,l等概率出現(xiàn)于±π，則修正后的信道模型沖激響應可以表示為
表示簇衰減系數(shù)的標準差，
表示徑衰減系數(shù)的標準差，μk,l表示徑衰減系數(shù)的均值，可表示為
其中，Ω0是第一簇第一徑的平均能量。
3 信道仿真及結果分析
基于發(fā)射機和接收機的平均距離和是否存在視距分量，推薦4種不同的實測信道，CM1：視距(0～4 m)，CM2：非視距(0～4 m)，CM3：非視距(4～10 m)，CM4：非視距(4～10 m)，代表了極端的NLOS多徑信道環(huán)境。不同環(huán)境下的信道模型對應的參考值，如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/153691.htm
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