超寬帶室內信道仿真分析

摘要 對超寬帶通信室內修正S—V信道模型的進(jìn)行仿真，在分析S—V信道模型的參數特點(diǎn)的基礎上，探討修正S—V信道模型的數學(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，結果表明修正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特性，能夠更好地應用于超寬帶通信系統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(wú)線(xiàn)通信是一種能夠和其他通信系統共享頻譜資源的新型無(wú)載波通信技術(shù)。由于UWB信號的功率譜密度遠低于其他通信系統噪聲的容許門(mén)限，所以基本感覺(jué)不到UWB信號的存在，同時(shí)為恢復被嚴重干擾的UWB信號，超寬帶通信系統采用信號多次重傳的方式提高接收端的信噪比，以保證能夠實(shí)現信號的有效解調。又考慮到多址接入和保密性的需要，UWB系統為每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)惟一的偽隨機碼，利用這些偽隨機碼來(lái)調制不同用戶(hù)之間的數據信息，實(shí)現多用戶(hù)通信和提高通信系統的保密性。
目前為止，人們對于超寬帶信號的傳播問(wèn)題進(jìn)行了大量測量，尤其是集中在室內環(huán)境信道下的測試較多，由于進(jìn)行分析的數據量不足，對不同的測量不能進(jìn)行統一的規范化，已有的超寬帶室內統計模型中較為著(zhù)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和能量服從雙指數分布的特點(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，而是根據實(shí)測結果更加符合對數正態(tài)分布，成為研究超寬帶系統性能的更好的信道平臺。

1 信道測量技術(shù)
由于UWB信號的射頻帶寬通常達到GHz量級，信號傳播特性與傳統的窄帶或寬帶連續波信號有著(zhù)明顯的不同，特別在非視距環(huán)境下對超寬帶信道的測量、分析以及建模將不同于傳統的方法，如何獲得信道沖激響應是研究信道傳播特性的核心問(wèn)題，因此信道測量是研究信道傳輸特性的基礎。
超寬帶通信信道測量技術(shù)是利用適當的UWB信號來(lái)探索信道，主要有兩種測量方法，一是時(shí)域測量技術(shù)；二是頻域測量技術(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，得到信道的時(shí)域沖激響應及統計量，UWB信道可以用一個(gè)時(shí)變的脈沖響應表示為

其中，第n徑的參數an，τn，θn分別是幅度、時(shí)延、相位；N表示多徑數目。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；p是模型階數；V(fn)是復白噪聲；H(fn，x)是位置x處復頻率響應的第n個(gè)抽樣。