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无线信道仿真仪之信道建模

时间:2022-12-13 作者:坤恒顺维 阅读:
本文介绍了目前比较成熟的已经得到广泛应用的三种信道建模方法并分析了各自的优缺点。坤恒顺维公司可以提供上述三种完整的信道建模软件。优异的信道模型对于准确预测无线电波的传播特性,支持无线通信系统的架构设计极其重要,好的信道建模方法对于用户方便高效的测试验证通信系统的性能更是不言而喻。因此在具体实际应用种,应综合考虑具体环境、条件以及要求有针对性的选择最符合实际测试的方法以提高测试效率。

其中:

建模过程中,通过建立坐标系对收发两端的几何位置进行描述,结合指定的信道模型按照上述公式即可得到基于几何建模的无线信道冲击响应。

在KSW GSCM软件提供几何建模的方法,如下图所示:

GSCM基于几何的信道建模方法需要用户输入基站天线面板配置、终端天线面板配置、终端运行轨迹、信道模型等参数进行信道冲击响应制作。为了方便用户使用,GSCM软件提供正交建模、常量建模方法以满足用户使用需求;提供天线方向图导入导出功能、信道模型自定义功能、信道冲击响应导入辅助模块、终端变速功能、多径生灭制作、天线方向图预览、大尺度衰落预览、信道冲击响应预览等功能,可以极大地满足用户多样性的测试需求与问题定位。

2.3 确定性建模方法

确定性建模方法是利用传播环境的具体信息并依据电磁波传播理论或者光学射线理论来分析并预测无线传播模型。确定性模型以完全确定的方式来决定物理参数,例如射线追踪、传播图论和存储式测量。该建模方法的优点是不再以信道模型去区分通信场景,而是考虑在通信场景中所有物体对通信的影响,包括建筑物、植被等,通过电磁波的传播理论去计算电波传播过程中遇到的物体对通信的影响,计算的结果比较符合外场实际情况。缺点是计算量巨大,对于测试场景较多的用户,测试效率低。

射线追踪的主要想法是假设源辐射能量的波前沿着无穷小的圆锥形管道传播,即射线。因此这些射线是等效的波前沿着直线传播的轨迹。射线与传播环境相互作用有三种主要的机制:穿透障碍物、障碍物的表面反射和障碍物边缘的绕射。透射和反射通过几何光学来建模,绕射一般使用一致性绕射理论(UTD)来建模。基于射线的方法遵从费马原理和Snell-Descartes法则。在光学中,费马原理生成两点之间(即一个发射一个接收)的射线轨迹是传输时间最短的路线。当提及波束穿过两种各向同性但不同的物质特性(介电常数、磁导率和导电性)的媒介交界处时,如空气和混凝土,用派生出的Snell-Descartes法则来描述入射角与透射(或折射)角的关系。

基于射线方法的首要目标时跟踪由源端发送到接收端电磁波的轨迹。在数字化表示的环境中,波束到达接收端之前被建模的“障碍物”(户外建筑,室内家具)改变其射线过程产生多种不同的路线。因此,射线追踪阶数是对两个通信端在电磁波场景LOS和NLOS场景下的多径直接建模。

KSW提供Wireless InSite软件来实现射线追踪建模。Wireless InSite软件中的传播分析模块是根据不同的应用环境,采用相应的传播分析模型,来计算和分析无线电波的传播特性。

3 总结

本文介绍了目前比较成熟的已经得到广泛应用的三种信道建模方法并分析了各自的优缺点。坤恒顺维公司可以提供上述三种完整的信道建模软件。优异的信道模型对于准确预测无线电波的传播特性,支持无线通信系统的架构设计极其重要,好的信道建模方法对于用户方便高效的测试验证通信系统的性能更是不言而喻。因此在具体实际应用种,应综合考虑具体环境、条件以及要求有针对性的选择最符合实际测试的方法以提高测试效率。如想了解更多产品信息,请访问坤恒顺维官网https://www.ksw-tech.com/


关于坤恒顺维

成都坤恒顺维科技股份有限公司成立于2010年,是专注于研发高端无线电仿真测试仪器仪表及系统解决方案的高新技术企业,上海证券交易所科创板上市公司(证券代码:688283)。公司重点面向移动通信、无线组网、导航等领域,提供用于无线电设备性能、功能检测的高端仿真测试仪器仪表及系统解决方案,如无线信道仿真仪、矢量信号发生器(信号源)等仪器仪表及5G Massive MIMO、大规模组网、复杂电磁性能环境评估等仿真测试系统。

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