mimochannel系统对象
通过MIMO多径衰落信道对输入信号进行滤波
描述
com . mimochannel对象通过多输入/多输出(MIMO)多径衰落信道对输入信号进行滤波。该对象同时对瑞利衰落和瑞利衰落进行建模，并采用Kronecker模型对链接之间的空间相关性进行建模。处理详情请参见算法部分。
通过MIMO多径衰落信道对输入信号进行滤波:
创建com . mimochannel对象并设置其属性。
使用参数调用对象，就像调用函数一样。
有关系统对象如何工作的详细信息，请参见什么是系统对象?(MATLAB)。
创建
语法
mimochan = com . mimochannel
mimochan = com . mimochannel(名称，值)
描述
mimochan= comm.MIMOChannel
mimochan= comm.MIMOChannel (的名字，价值）
comm.MIMOChannel ('SampleRate', 2)
属性
使用
对于R2016b之前的版本，请使用一步函数来运行System对象™算法。的论点一步是您创建的对象，后面跟着本节中显示的参数。
例如,Y = step(obj,x)而且Y = obj(x)请执行相同的操作。
语法
Outsignal = mimochan(信号)
Outsignal = mimochan(insignal,seltx)
Outsignal = mimochan(insignal,selrx)
Outsignal = mimochan(insignal,seltx,selrx)
信号= mimochan(___initialtime)
[outsignal,pathgain] = mimochan(___）
描述
outsignal= mimochan (insignal，seltx）seltx用于信道处理。
属性时应用此语法AntennaSelection对象的属性“Tx”．
例如，选择第一个和第三个发射天线索引为有源:
mimochan = com . mimochannel ('AntennaSelection'，'Tx');Seltx = [1 0 1];．.．Outsignal = mimochan(insignal,seltx);
outsignal= mimochan (insignal，selrx）selrx用于信道处理。
属性时应用此语法AntennaSelection对象的属性“处方”．
例如，选择第二个接收天线索引为有源:
mimochan = com . mimochannel ('AntennaSelection'，'Rx');Selrx = [0 1];．.．Outsignal = mimochan(insignal,selrx);
outsignal= mimochan (insignal，seltx，selrx）seltx而且selrx用于信道处理。
属性时应用此语法AntennaSelection对象的属性Tx和Rx．
例如:
mimochan = com . mimochannel ('AntennaSelection'，'Tx and Rx');Seltx = [1 1];Selrx = [0 1];．.．Outsignal = mimochan(insignal,selrx);
outsignal= mimochan (___，initialtime）
属性时应用此语法FadingTechnique对象的属性正弦函数的和和InitialTimeSource对象的属性输入端口的．该语法支持以前语法中的万博1manbetx输入选项。
输入参数
输出参数
对象的功能
要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放system对象的系统资源obj，使用这种语法:
发行版(obj)
例子
通过4 × 2 MIMO通道传递QPSK数据
通过使用MIMO通道系统对象创建一个4 × 2 MIMO通道。通过信道传递经过调制和空间编码的数据。
生成qpsk调制数据。
数据= randi([0 3]，1000,1);modData = pskmod(data,4,pi/4);
创建正交时空块编码器，将调制数据编码为四个空间分离的流。编码数据。
ostbc = com . ostbcencoder (“NumTransmitAntennas”4“SymbolRate”1/2);txSig = ostbc(modData);
创建一个MIMO通道对象，使用名称-值对设置属性。该信道由两个最大多普勒频移为5hz的路径组成。设置SpatialCorrelationSpecification财产“没有”，需要指定发射天线数和接收天线数。发射天线数设置为4根，接收天线数设置为2根。
mimochannel = com . mimochannel (.．.“SampleRate”, 1000,.．.“PathDelays”[0 2 e - 3),.．.“AveragePathGains”, [0 5),.．.“MaximumDopplerShift”5,.．.“SpatialCorrelationSpecification”，“没有”，.．.“NumTransmitAntennas”4.．.“NumReceiveAntennas”2);
通过MIMO信道传递调制和编码的数据。
rxSig = mimochannel(txSig);
创建一个时间向量，t，用于绘制接收信号的功率。
ts = 1/mimochannel.SampleRate;t = (0:ts:(size(txSig,1)-1)*ts)';
计算并绘制天线1接收信号的功率。
pwrdB = 20*log10(abs(rxSig(:，1)));情节(t, pwrdB)包含(“时间(s)”) ylabel (的功率(瓦分贝)）
研究2 × 2瑞利衰落信道的空间相关特性
在不指定天线选择的情况下，通过2 × 2瑞利衰落信道对psk调制数据进行滤波，并检查信道实现的空间相关特性。使用释放对象函数解锁对象设置AntennaSelection财产Tx和Rx然后确认未选中的收发天线对。
在不指定天线选择的情况下检查空间相关特性
创建一个PSK调制器系统对象™来调制随机生成的数据。
pskModulator = com . pskModulator;modData = pskModulator(randi([0 pskModulator. modulationorder -1]，1e5,1));
将调制数据分成两个空间流。
channelInput =重塑(modData，[2 5e4]).';
创建一个2 × 2 MIMO通道系统对象，具有两条离散路径。方法指定的每个路径具有不同的发送和接收相关矩阵TransmitCorrelationMatrix而且ReceiveCorrelationMatrix属性。
mimoChan = com . mimochannel (“SampleRate”, 1000,“PathDelays”(0 1 e - 3),.．.“AveragePathGains”[3 - 5],“NormalizePathGains”假的,“MaximumDopplerShift”5,.．.“TransmitCorrelationMatrix”，猫(3，眼睛(2)，[1 0.1;0.1 1])，.．.“ReceiveCorrelationMatrix”，猫(3，[1 0.2;0.2 1]，眼睛(2))，.．.“RandomStream”，“mt19937ar with seed”，“种子”33岁的“PathGainsOutputPort”,真正的);
使用MIMO通道对象筛选调制数据。
[~， pathgain] = mimoChan(channelInput);
在第一个接收天线处的第一个离散路径的发射空间相关性被指定为单位矩阵TransmitCorrelationMatrix财产。确认通道输出pathGains控件显示相同的统计特征corrcoef函数。
disp ('Tx空间相关性，第一条路径，第一条Rx:'）;
Tx空间相关性，第一路径，第一Rx:
disp (corrcoef(挤压(pathGains (: 1:, 1))));
1.0000 + 0.0000i 0.0357 - 0.0253i 0.0357 + 0.0253i 1.0000 + 0.0000i
在第二接收天线处的第二离散路径的发射空间相关性指定为[1 0.1;0.1 1]在TransmitCorrelationMatrix财产。确认通道输出pathGains显示相同的统计特征。
disp ('Tx空间相关性，第二条路径，第二条Rx:'）;
Tx空间相关性，第二路径，第二Rx:
disp (corrcoef(挤压(pathGains (2): 2,:,)));
1.0000 + 0.0000i 0.0863 + 0.0009i 0.0863 - 0.0009i 1.0000 + 0.0000i
第二发射天线处的第一离散路径的接收空间相关性指定为[1 0.2;0.2 1]在ReceiveCorrelationMatrix财产。确认通道输出pathGains显示相同的统计特征。
disp (Rx空间相关性，第一条路径，第二条Tx）;
Rx空间相关性，第一路径，第二Tx:
disp (corrcoef(挤压(pathGains (:, 1, 2,:))));
1.0000 + 0.0000i 0.2236 + 0.0550i 0.2236 - 0.0550i 1.0000 + 0.0000i
在第一发射天线处的第二离散路径的接收空间相关性被指定为单位矩阵ReceiveCorrelationMatrix财产。确认通道输出pathGains显示相同的统计特征。
disp (Rx空间相关性，第二条路径，第一条Tx）;
Rx空间相关性，第二路径，第一个Tx:
disp (corrcoef(挤压(pathGains (:, 2, 1:))));
1.0000 + 0.0000i -0.0088 - 0.0489i -0.0088 + 0.0489i 1.0000 + 0.0000i
检查指定天线选择的空间相关特性
使发射和接收天线选择为mimoChan对象。输入帧大小缩短为100。
释放(mimoChan);mimoChan。一个ntennaSelection =Tx和Rx；modData = pskModulator(randi([0 pskModulator. modulationorder -1]，100,1));
选择第一发射天线和第二接收天线。
[channelOutput, pathgain] = mimoChan(modData，[1 0]，[0 1]);
确认MATLAB®返回的路径增益南未选择的发射-接收天线对的值。
disp ('如果第二个发射天线的路径增益为NaN，则返回1:'）;
如果第二个发射天线的路径增益为NaN，则返回1:
disp (isequal (isnan(挤压(pathGains(:,: 2:))),(100年2 2)));
1
disp ('如果第一个接收天线的路径增益为NaN则返回1:'）;
如果第一个接收天线的路径增益为NaN则返回1:
disp (isequal (isnan(挤压(pathGains(:,:,: 1))),(100年2 2)));
1
显示频率选择通道的脉冲和频率响应
创建一个频率选择性MIMO通道并显示其脉冲和频率响应。
将采样率设置为10 MHz，并使用扩展车辆A (EVA)通道参数指定路径延迟和增益。将最大多普勒频移设置为70hz。
Fs = 10e6;%赫兹pathdelayed = [0 30 150 310 370 710 1090 1730 2510]*1e-9;%交会avgPathGains = [0 -1.5 -1.4 -3.6 -0.6 -9.1 -12 -16.9);% dBfD = 70;%赫兹
使用前面定义的参数创建一个2x2 MIMO通道系统对象，并设置可视化财产脉冲和频率响应使用名称-值对。缺省情况下，显示发射天线1和接收天线1对应的天线对。
mimoChan = com . mimochannel (“SampleRate”fs,.．.“PathDelays”pathDelays,.．.“AveragePathGains”avgPathGains,.．.“MaximumDopplerShift”fD,.．.“可视化”，“脉冲和频率响应”）;
生成随机二进制数据并通过MIMO通道传递。脉冲响应图允许您轻松地识别单个路径及其相应的滤波器系数。频率响应图显示了EVA信道的频率选择性特性。
X = randi([0 1]，1000,2);y = mimoChan(x);
释放mimoChan并设置AntennaPairsToDisplay属性设置为[2 1]，查看发射天线2和接收天线1对应的天线对。由于该属性不可调，有必要释放该对象。
(mimoChan) mimoChan发布。AntennaPairsToDisplay＝［21］；y = mimoChan(x);
显示多普勒2x2 MIMO通道
创建并可视化具有两条路径的MIMO信道的多普勒频谱。
构造一个多普勒结构的单元阵列，用于创建信道。所述第一路径的多普勒频谱设置为钟形，而所述第二路径设置为平坦。
Dp{1} =多普勒(“钟”）;Dp{2} =多普勒(“平”）;
使用名称-值对创建缺省的2x2 MIMO通道，该通道有两条路径，最大多普勒频移为100 Hz。设置可视化财产多普勒频谱并设置PathsForDopplerDisplay为1。将显示第一条路径的多普勒频谱。
mimoChan = com . mimochannel (“SampleRate”, 1000,.．.“PathDelays”, 0.002 [0],.．.“AveragePathGains”[0 3],.．.“MaximumDopplerShift”, 100,.．.“DopplerSpectrum”dp,.．.“可视化”，的多普勒频谱，.．.“PathsForDopplerDisplay”1);
将随机数据通过MIMO信道，生成第一路径的多普勒频谱。由于多普勒频谱图仅在缓冲区被填满时更新，因此mimoChan函数被多次调用以提高估计的准确性。观察到频谱具有钟形，其最小频率和最大频率都在所设置的范围内MaximumDopplerShift．
为K = 1:25 x = randi([0 1]，10000,2);y = mimoChan(x);结束
释放mimoChan并设置PathsForDopplerDisplay属性为2。由于该属性不可调，有必要释放该对象。多次调用该函数以显示第二条路径的多普勒频谱。观察到光谱是平坦的。
(mimoChan) mimoChan发布。PathsForDopplerDisplay = 2;为K = 1:25 x = randi([0 1]，10000,2);y = mimoChan(x);结束
用正弦和技术模拟MIMO信道
创建一个MIMO通道对象，并使用正弦和技术通过它传递数据。该示例演示了在数据不连续传输的情况下如何维护通道状态。
定义整个模拟时间和数据将传输的三个时间段。在这种情况下，信道以1000hz采样率模拟1秒。在时间0传输一个1000个样本的连续数据序列。在时间0.1 s、0.4 s、0.7 s分别发送三个100采样数据包。
T0 = 0:0.001:0.999;%传输0T1 = 0.1:0.001:0.199;%传输1T2 = 0.4:0.001:0.499;%传输2T3 = 0.7:0.001:0.799;%传输3
生成与前面定义的时间间隔相对应的随机二进制数据。
D0 = randi([0 1]，1000,2);% 1000个样品D1 = randi([0 1]，100,2);% 100个样品D2 = randi([0 1]，100,2);% 100个样品D3 = randi([0 1]，100,2);% 100个样品
创建一个平坦衰落的2x2 MIMO通道系统对象正弦函数的和衰落的技术。为了使结果可以重复，请使用名称-值对指定种子。随着InitialTime属性未指定时，将从时间0开始模拟衰落信道。启用路径增益输出端口。
mimoChan1 = com . mimochannel (“SampleRate”, 1000,.．.“MaximumDopplerShift”5,.．.“RandomStream”，“mt19937ar with seed”，.．.“种子”, 17岁,.．.“FadingTechnique”，正弦函数的和，.．.“PathGainsOutputPort”,真正的);
创建MIMO通道系统对象的克隆。设置InitialTimeSource财产输入端口方法的输入参数指定衰落信道偏移时间mimoChan函数。
mimoChan2 =克隆(mimoChan1);mimoChan2。InitialTimeSource =输入端口的；
通过第一个通道对象传递随机二进制数据，mimoChan1．数据在所有1000个时间样本上传输。对于本例，只需要复杂路径增益。
[~，pg0] = mimoChan1(d0);
通过第二个通道对象传递随机数据，mimoChan2，其中初始时间偏移量作为输入参数提供。
[~，pg1] = mimoChan2(d1,0.1);[~，pg2] = mimoChan2(d2,0.4);[~，pg3] = mimoChan2(d3,0.7);
比较两个通道处理的样本数量信息方法。你可以看到1000个样品被处理了mimoChan1而只有300个被处理mimoChan2．
G = info(mimoChan1);H = info(mimoChan2);(G。NumSamplesProcessed H.NumSamplesProcessed]
ans =1×21000 300
将路径增益转换为与第一发射天线和第一接收天线对应的路径的分贝。
pathGain0 = 20*log10(abs(pg0(:，1,1,1))));pathGain1 = 20*log10(abs(pg1(:，1,1,1))));pathGain2 = 20*log10(abs(pg2(:，1,1,1))));pathGain3 = 20*log10(abs(pg3(:，1,1,1))));
绘制连续和不连续情况下的路径增益。观察到三个部分的增益与连续情况下的增益完全匹配。两者的对齐突出表明，正弦和技术非常适合于模拟分组数据，因为即使在数据不传输时，信道特性也保持不变。
情节(t0、pathGain0“r——”)举行在情节(t1, pathGain1,“b”)情节(t2, pathGain2“b”)情节(t3、pathGain3“b”grid xlabel(的时间(秒)) ylabel (路径增益(dB))传说(“连续”，“不连续”，“位置”，“西北”）
使用正弦波和计算执行时间优势
论证了正弦和衰落技术在模拟具有突发数据的信道时的优越性。
设置仿真参数，采样率为100 kHz，仿真总时间为100秒，突发数据占空比为25%。
Fs = 1e5;%赫兹尖= 100;%秒占空比= 0.25;
使用默认值创建一个平坦衰落的2x2 MIMO通道对象滤波高斯噪声技术。
fgn = com . mimochannel (“SampleRate”fs);
方法创建类似的MIMO通道对象正弦函数的和将衰落过程开始时间作为输入参数给出的技术。
sos = com . mimochannel (“SampleRate”fs,.．.“FadingTechnique”，正弦函数的和，.．.“NumSinusoids”现年48岁的.．.“InitialTimeSource”，输入端口的）;
在经过滤波的高斯噪声MIMO信道对象中运行连续的随机比特序列。使用tic/toc秒表计时器函数来测量函数调用的执行时间。
Tic y = fgf (randi([0 1]，fs*tsim,2));tFGN = toc;
为每秒传输一个数据突发，通过调用MIMO信道对象将随机位通过正弦和MIMO信道对象紧急求救信号for循环中的函数。使用tic/toc秒表计时器来测量执行时间。
抽搐为k = 1:尖z = sos (randi ([0, 1], fs * dutyCycle, 2), 0.5 + (k - 1));结束tSOS = toc;
比较正弦波执行时间和滤波高斯噪声执行时间的比值。其比值小于1，表明正弦和法速度较快。
tso / tFGN
Ans = 0.3154
算法
参考文献
[1] Oestges, C.和B. Clerckx。MIMO无线通信:从现实传播到空时码设计，学术出版社，2007年。
[2] Correira, L. M.移动宽带多媒体网络:4G技术、模型和工具，学术出版社，2006。
[3]克莫，J. P.舒马赫，K. I.佩德森，P. E.莫根森和F.弗雷德里克森。“具有实验验证的随机MIMO无线电信道模型。”IEEE通讯选定领域杂志。Vol. 20, no . 6, 2002, pp. 1211-1226。
[4]耶路撒冷，M. P.巴拉班，K. S.尚木干。通信系统模拟，第二版，纽约:Kluwer学术/全会，2000年。
[5] Pätzold，马提亚斯，王成祥，比约恩·奥拉夫·霍格斯坦德。“基于正弦和的两种新方法，用于有效生成多个不相关瑞利衰落波形。”IEEE无线通信汇刊。Vol. 8, Number 6, 2009, pp. 3122-3131。
扩展功能
另请参阅
系统对象
块
主题
在R2012a中引入
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