SCM通道模型和SCME通道模型的matlab特性模擬,對比空間相關性,時間相關性,頻率相關性

我爱C编程發表於2024-09-14
模型Matlab

1.演算法模擬效果

matlab2022a模擬結果如下（完整程式碼執行後無水印）：

由模擬結果可以看出：通道時間相關性隨著時間間隔的增大而減小，同一個天線間隔下，宏小區與微小區的間相關性相同，因為這兩種場景的AOA產生方法相同，也反映出該通道模型不夠準確。同理，頻率相關性，空間相關性也具有類似的特徵。

2.演算法涉及理論知識概要

SCM和SCME是兩種用於模擬無線通訊通道特性的模型，特別是在LTE和後續技術如5G的研究與設計中。它們旨在模擬真實環境中複雜的無線電波傳播特性，包括空間相關性、時間相關性和頻率相關性。

SCM模型最初設計用於WCDMA系統，後來被擴充套件用於其他通訊系統。它考慮了多種傳播場景，如微小區、宏小區、室內環境等，透過一系列引數來表徵通道的多徑特性、衰落特性及空間、時間、頻率的相關性。

其通道模型圖如圖所示：

通道的空間相關函式：

通道的時間相關函式：

通道的頻率相關函式：

SCME模型專為LTE和後續技術設計，它在SCM基礎上進行了擴充套件和改進，以適應更高速率、更廣頻譜的應用場景。SCME模型同樣關注空間、時間和頻率相關性，但提供了更為精細的引數化，以適應多樣化的通道環境。

空間相關性：SCME模型在空間相關性方面引入了更為細緻的簇（Cluster）概念，每個簇內部包含多個徑，簇間和簇內徑之間的角度和功率分佈都有明確的模型描述。空間相關性透過簇的分佈和各徑功率的角分佈函式來表徵，增加了模型的複雜度和真實性。

時間相關性：SCME模型沿用了多普勒效應來模擬時間選擇性，但對多普勒頻譜進行了細化，以更好地適應移動速度範圍更廣的裝置。此外，它還可能包含更復雜的時變模型來描述快速和慢速衰落過程。

頻率相關性：在SCME中，頻率相關性透過更加精確的功率延遲譜（Power Delay Profile, PDP）來描述，PDP不僅反映多徑時延的統計特性，還透過更細緻的多徑結構模擬了更為複雜的頻率選擇性衰落。

3.MATLAB核心程式

global dist;
 
%標準化天線間距
ds = [0:0.5:20];
Rd1= zeros(size(ds));
Rd2= zeros(size(ds));
for ii = 1:length(ds);
    ii
    Rtmp1 = 0;
    Rtmp2 = 0;
    for ij = 1:100
        dist=ds(ii);
        H1=scm(scmparset,linkparset(1),antparset);%macro
        H2=scm(scmparset2,linkparset(1),antparset);%micro
        %計算空間相關性
        [R,C,K,P] = size(H1);
        for i1=1:K
            for j1=1:P
                Rtmp1 = Rtmp1+mean2(H1(:,:,i1,j1)*[H1(:,:,i1,j1)]');
                Rtmp2 = Rtmp2+mean2(H2(:,:,i1,j1)*[H2(:,:,i1,j1)]');
            end
        end
    end
    Rd1(ii)=abs(Rtmp1)/P/K/100;
    Rd2(ii)=abs(Rtmp2)/P/K/100;
end
 
Rd1 = Rd1/max(Rd1);
Rd2 = Rd2/max(Rd2);
 
figure;
plot(ds,Rd1,'b');
hold on
plot(ds,Rd2,'r--');
xlabel('標準化天線間距');
ylabel('空間互相關性');
legend('macro','micro');
save result.mat ds Rd1 Rd2
01_165m

　　

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