基于MATLAB的SUI信道模型的理论分析与仿真

Posted 2022-03-11 fpga&matlab

       为了仿真一个无线接收机接受信号强度的变化，我们需要知道：接收机所处的地理环境， 接收机到发射机的各个路径信号所受的影响，多普勒频偏等，即信道模型。对于频域单载波(SC-FDE) 技术，IEEE802.16主要规定其应用于11GHz以下的非视距(NLOS)固定无线接入( FWA)，其典型的信道特征如下： 

·蜂窝半径<1 0 k m，具有多样化的地形和植被密度； 

·基站发送天线高1 5-4 0 m； 

·接收天线高2~10 m，位于屋檐、窗口以下，或者是房顶高度的定向天线； 

·高的蜂窝覆盖率(80％~90％)。 

SUI模型基于AT&T的Wireless和Erceg等人的工作，Erceg将地形分成三种类型： 

A类：最大路径衰落，适用于山地地形以及很大的植被密度，对应于信道模型SUI-5、SUI-6； 

B类：中等路径衰落，适用于A、C描述之间的地形，对应于信道模型SUI-3、SUI-4； 

C类：最小路径衰落，适用于平原地形以及极小的植被密度，对应于信道模型SUI-1、SUI- 2；

SUI模型对于各类衰落规定了具体的衰落公式，提出6种SUI模型的适用环境如下： 

·蜂窝半径7 k m； 

·基站发送天线高30m，接收天线高6m； 

·基站发送天线波束宽度120度，接收天线波束宽度：全向（360）和（3 0）； 

·天线垂直极化；

·90％的蜂窝覆盖率，覆盖范围内99.9％的可信度。 

上诉介绍的SUI信道模型：SUI-1~6其参数分别如下所示：

表1 SUI信道模型参数

SUI-1信道
	第一径	第二径	第三径	单位
时延	0	0.4	0.9	us
多普勒频移	0.4	0.3	0.5	Hz
K因子	4	0	0
功率	0	-15	-20	dB
SUI-2信道
	第一径	第二径	第三径	单位
时延	0	0.4	1.1	us
多普勒频移	0.2	0.15	0.25	Hz
K因子	2	0	0
功率	0	-12	-15	dB
SUI-3信道
	第一径	第二径	第三径	单位
时延	0	0.4	0.9	us
多普勒频移	0.4	0.3	0.5	Hz
K因子	1	0	0
功率	0	-5	-10	dB
SUI-4信道
	第一径	第二径	第三径	单位
时延	0	1.5	4	us
多普勒频移	0.2	0.15	0.25	Hz
K因子	0	0	0
功率	0	-4	-8	dB
SUI-5信道
	第一径	第二径	第三径	单位
时延	0	4	10	us
多普勒频移	2	1.5	2.5	Hz
K因子	0	0	0
功率	0	-5	-10	dB
SUI-6信道
	第一径	第二径	第三径	单位
时延	0	14	20	us
多普勒频移	0.4	0.3	0.5	Hz
K因子	0	0	0
功率	0	-10	-14	dB

      由于我们要仿真的是频率选择性信道，要求每一径的衰落都符合Rayleigh衰落。用两个Guass变量作为复数信号的实部和虚部，该复数信号的包络符合Rayleigh衰落，角度符合均匀分布。 

信道功率分布调整x1 (.) ，y1 (.) ：根据功率分布的衰落因子K，以及每一径的信号功率，计算在Rayleigh衰落(= 0)或者Ricean衰落(>0)情况下每一径的功率补偿因子。 

天线功率修正z1 (.)：根据所使用的天线波束宽度，选择天线功率归一化因子F调整每一径的功率。 

多普勒扩展：根据已有的无线电频率信道实测结果， 得出多普勒频谱扩展近似曲线如下。

 

多径信道：我们仿真的3径信道由不相关的3个Rayleigh随机变量通过以上的调整，并经过不同的时延后叠加，最终模拟了SUI的信道模型。

下面我们对6种情况的SUI模型分别对其衰落曲线进行仿真。

 

 

 

 

 

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