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1、超宽带室内LOS环境信道模型探究摘要分析了室内LOS环境下信号传播规律，多径分量成簇到达。本文针对该特定环境，在S-V模型的基础上，提出将模型中簇的个数定义为两个，并对其进行仿真。仿真结果表明，该模型与IEEE802.15.3a信道模型相比，能较好的反应UWB室内LOS环境信道的特征参数。在其它参数不变的情况下，能减少平均超量延时和均方根时延扩展，对提高系统的数据传输速率有帮助。关键词超宽带新两族模型信道仿真1引言近年来，超宽带[1,2](UWB)无线通信在全世界通信研究领域受到了极大的关注。超宽
2、带无线技术以其传输速率高，抗多径干扰能力强，低损耗，设备简单等优点成为短距离无线通信极具竞争力和发展前景的技术之一。UWB信道不同于一般的无线衰落信道。它的可分离的不同多径到达时间之差可短至ns级；从频域上看，它的脉冲横跨了几GHz的频域范围，所经历的频率选择性衰落要比一般的窄带信号严重的多；从时域上看，会导致接收波形的严重失真，而且时延扩展极大。因此，建立一个可以表征信道传播特性的精确信道模型是进行UWB无线通信系统设计和系统性能评估的先决条件。自FCC2002年批准了超宽带技术可以用于民用领域
3、，世界许多著名的大公司、研究机构、标准化组织都积极投入到超宽带技术的研究、开发和标准化工作之中。为评估超宽带通信方案的性能和开展各种标准化工作，需要根据其具体的应用环境建立精确的信道模型。然而，无线信道环境非常复杂，以及超宽带技术特殊性，如脉冲持续时间纳秒级等，建立精确的信道模型非常困难。2超宽带室内多径信道模型UWB通信系统的信道测量和建模［7,8］是最近几年的研究热点。UWB室内多径信道模型主要描述UWB信号经短距离传输后经多个路径以微小的时间间隔到达接收天线的传播特性，由于其能清晰地描述接收
4、信号能量在短时间内的快速变化，则对传输技术的选择和接收机的设计至关重要。目前普遍认可的UWB室内传输特性描述的较好的是基于分族方式的S-V模型。该模型首先由Turin于1972年提出，后来Saleh和Valenzuela在对宽带信号的研究中提出了进一步的信道模型，得到了普遍认可，即S-V模型。描述如下：多径信号不是按着固定的速率均匀到达接收机，而是以族的形式到达。族和族内多径的到达时间服从泊松随机过程分布。先后到达的多径信号增益统计独立，多径信号的平均功率随族和族内多径呈双指数衰减，其幅度呈瑞利分
5、布。相位在［0,2it］内均匀分布。但是，在与实测数据的拟合中发现，S-V模型可以很好的拟合NLOS环境下实测数据，但不能很好的拟合LOS环境下实测数据。3超宽带室内LOS信道模型研究许多文献指出，超宽带室内传播是按簇形式到达，簇的到达时间是服从泊松分布，簇内多径的到达时间也是服从泊松分布，簇的个数M=2；3；4是等概率的。后续大量室内信道测量数据表明[3-5],在室内LOS环境下，一般只有两个族，即使有第三个族，它的功率增益也是特别的小，对整个信号能量没有太大的影响，因此，在室内LOS环境下，把
6、簇的个数定为两个，能更好的符合信号传播规律。4新两族模型与IEEE802.15.3a模型性能比较5结束语本文主要分析了室内LOS环境下信号传播规律，多径分量成簇到达。仿真分析了IEEE802.15.3a信道模型，此模型中簇的出现个数M=2；3；4是等概率出现的，存在模型代表的类型不完整，即在NLOS环境下，能很好的拟合实测数据,但在室内LOS环境下却不能很好的拟合。在室内LOS环境下,提出把簇的个数定义为两个，建立了新两族模型。通过模型仿真，并与IEEE802.15.3a信道模型进行比较，结合南加
7、州大学的室内实测数据进行拟合。发现新模型在不改变其他信道参数的情况下，能减少平均附加时延t(0.7ns)和RMS时延扩展t(0.2ns)，更加接近实测数据，同时对UWB系统设计时提高数据速率，物理层方案和接收机设计具有重大参考价值。参考文献[1]K.Liu,X・Shen,R・Zhang,etal.PerformanceAnalysisofDistributedReservationProtocolforUWB-basedWPAN[J].IEEETransactionsonVehicularTech
8、nology,2009,58(2):902-913..2]C.Chong,S.Yong.UWBDirectChaoticCommunicationTechnologyforLowRateWPANApplications[J].IEEETransactionsonVehicularTechnology,2008,57(3):1527-1536.[3]WangYang,XuHongguang,ZhangQinyu,ZhangNaitong,“UWBCharmelModelingforI
