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信道模型的進行仿真，在分析S—V信道模型的參數(shù)特點的基礎上，探討修正S—V信道模型的數(shù)學模型的建立方法，在CM4的非視距(NLOS)信道環(huán)境下，用Matlab進行仿真實驗，結果表明修正S—V信道模型更接近實際，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(tǒng)性能的信道傳榆特性研究。
關鍵詞 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。由于UWB信號的功率譜密度遠低于其他通信系統(tǒng)噪聲的容許門限，所以基本感覺不到UWB信號的存在，同時為恢復被嚴重干擾的UWB信號，超寬帶通信系統(tǒng)采用信號多次重傳的方式提高接收端的信噪比，以保證能夠實現(xiàn)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(tǒng)為每個用戶分配一個惟一的偽隨機碼，利用這些偽隨機碼來調制不同用戶之間的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)多用戶通信和提高通信系統(tǒng)的保密性。
目前為止，人們對于超寬帶信號的傳播問題進行了大量測量，尤其是集中在室內環(huán)境信道下的測試較多，由于進行分析的數(shù)據(jù)量不足，對不同的測量不能進行統(tǒng)一的規(guī)范化，已有的超寬帶室內統(tǒng)計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(shù)分布的特點，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)實測結果更加符合對數(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。

1 信道測量技術
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(tǒng)的窄帶或寬帶連續(xù)波信號有著明顯的不同，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(tǒng)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是利用適當?shù)腢WB信號來探索信道，主要有兩種測量方法，一是時域測量技術；二是頻域測量技術，該技術是利用矢量網絡分析儀，在指定頻帶上選擇若干等間隔的離散頻率點發(fā)射單頻信號，得到信道的時域沖激響應及統(tǒng)計量，UWB信道可以用一個時變的脈沖響應表示為

其中，第n徑的參數(shù)an，τn，θn分別是幅度、時延、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)是復白噪聲；H(fn，x)是位置x處復頻率響應的第n個抽樣。