超寬帶室內(nèi)信道仿真分析

摘要 對(duì)超寬帶通信室內(nèi)修正S—V信道模型的進(jìn)行仿真，在分析S—V信道模型的參數(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討修正S—V信道模型的數(shù)學(xué)模型的建立方法，在CM4的非視距(NLOS)信道環(huán)境下，用Matlab進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明修正S—V信道模型更接近實(shí)際，比S—V信道模型具有更好的信道沖激響應(yīng)特性，能夠更好地應(yīng)用于超寬帶通信系統(tǒng)性能的信道傳榆特性研究。
關(guān)鍵詞 超寬帶；修正信道；Matiab仿真

超寬帶(Ultrawideband，UWB)無線通信是一種能夠和其他通信系統(tǒng)共享頻譜資源的新型無載波通信技術(shù)。由于UWB信號(hào)的功率譜密度遠(yuǎn)低于其他通信系統(tǒng)噪聲的容許門限，所以基本感覺不到UWB信號(hào)的存在，同時(shí)為恢復(fù)被嚴(yán)重干擾的UWB信號(hào)，超寬帶通信系統(tǒng)采用信號(hào)多次重傳的方式提高接收端的信噪比，以保證能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的有效解調(diào)。又考慮到多址接入和保密性的需要，UWB系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配一個(gè)惟一的偽隨機(jī)碼，利用這些偽隨機(jī)碼來調(diào)制不同用戶之間的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)多用戶通信和提高通信系統(tǒng)的保密性。
目前為止，人們對(duì)于超寬帶信號(hào)的傳播問題進(jìn)行了大量測(cè)量，尤其是集中在室內(nèi)環(huán)境信道下的測(cè)試較多，由于進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)量不足，對(duì)不同的測(cè)量不能進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范化，已有的超寬帶室內(nèi)統(tǒng)計(jì)模型中較為著名的是S—V信道模型，這是一種描述多徑按簇分布的信道模型，文中進(jìn)行仿真研究了修正S—V信道模型，保留原有S—V信道模型中多徑成簇到達(dá)和能量服從雙指數(shù)分布的特點(diǎn)，但修正S—V信道模型中每一徑的幅度不再服從瑞利分布，而是根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果更加符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，成為研究超寬帶系統(tǒng)性能的更好的信道平臺(tái)。

1 信道測(cè)量技術(shù)
由于UWB信號(hào)的射頻帶寬通常達(dá)到GHz量級(jí)，信號(hào)傳播特性與傳統(tǒng)的窄帶或?qū)拵нB續(xù)波信號(hào)有著明顯的不同，特別在非視距環(huán)境下對(duì)超寬帶信道的測(cè)量、分析以及建模將不同于傳統(tǒng)的方法，如何獲得信道沖激響應(yīng)是研究信道傳播特性的核心問題，因此信道測(cè)量是研究信道傳輸特性的基礎(chǔ)。
超寬帶通信信道測(cè)量技術(shù)是利用適當(dāng)?shù)腢WB信號(hào)來探索信道，主要有兩種測(cè)量方法，一是時(shí)域測(cè)量技術(shù)；二是頻域測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)是利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，在指定頻帶上選擇若干等間隔的離散頻率點(diǎn)發(fā)射單頻信號(hào)，得到信道的時(shí)域沖激響應(yīng)及統(tǒng)計(jì)量，UWB信道可以用一個(gè)時(shí)變的脈沖響應(yīng)表示為

其中，第n徑的參數(shù)an，τn，θn分別是幅度、時(shí)延、相位；N表示多徑數(shù)目。UWB信道也可以描述為頻域自回歸模型，表示為

其中，bi是模型參數(shù)；p是模型階數(shù)；V(fn)是復(fù)白噪聲；H(fn，x)是位置x處復(fù)頻率響應(yīng)的第n個(gè)抽樣。