Wideband LOS Channel
视距条件下的宽带分配通道。
类型: WidebandLOSChannel
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图书馆中的路径: |
资料描述
座 Wideband LOS Channel 模拟信号通过视距(LOS)通道从空间中的一个点到几个点或从几个点回到一个点的传播。 该模块模拟传播时间、自由空间中的传播损耗、多普勒频移、大气和气候损耗。 在建模时，假设信号传播的速度远高于对象的速度，在这种情况下，"停跳"模型是有效的。
当信号通过LOS信道传播到对象并返回时，一个块可用于计算LOS信道中的双向传播延迟（来回），或者两个块可用于计算每个方向上的单向传播延迟。 由于自由空间中的传播延迟不一定是采样间隔的整数倍，因此可能证明使用双向传播单元的计算中的两个方向的总延迟不同于使用两个单向传播单 为此，建议尽可能使用单个双向分配单元。
港口
入口
X—辐射通信号：q[<br>]'复向量M乘1'|'复矩阵M乘N`
发射信号的形式是复数列向量M乘1或复数矩阵M乘N。值M是信号的持续时间，N是接收点阵列（或子阵列，如果支持子阵列）的元素数。
| 尺寸 | 信号 |
|---|---|
列向量M乘1 |
从阵列（子阵列）的所有元件发射相同的信号。 |
M乘N矩阵 |
每列对应于阵列（子阵列）的相应元件发射的信号。 |
输入矩阵的第一维的大小可以变化以模拟信号的变化持续时间。 大小的变化可以例如在具有可变脉冲重复率的脉冲信号的情况下发生。
数据类型:`Float16`,Float32,Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,UInt64,Bool
支持复数:是
Pos1-通过信号发射器的位置：q[<br>]'实数列向量3乘1|'实数矩阵3乘N
信号的位置设置为3乘1实数列向量或3乘N实数矩阵。 值N是源位置的数量。 源位置的示例是发射器、阵列元件或子阵列的坐标。 位置坐标的测量单位为米。
如果*Pos1*是列向量，那么它具有维度3乘1。 如果*Pos1*是一个矩阵，那么它的每个列都定义了它的信号源位置，并且具有维度3乘N。
如果*Pos1*有多个列，则*Pos2*只能有一列。 *Pos1*和*Pos2*不能同时指定为矩阵。
数据类型'Float16,'Float32',Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,`UInt64'
Pos2-通过信号接收器的位置：q[<br>]'实列向量3乘1`|实矩阵3乘N
信号接收器的位置设置为3乘1实数列向量或3乘N实数矩阵。 值N是接收器的数量，例如，数组或子数组元素的位置。 位置坐标的测量单位为米。
如果*Pos2*是列向量，那么它的维数为3乘1。 如果*Pos2*是矩阵，那么每列定义其信号接收器的位置并且具有3乘N的维度。
如果*Pos1*有多个列，则*Pos2*只能有一列。 *Pos1*和*Pos2*不能同时指定为矩阵。
数据类型'Float16,'Float32',Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,`UInt64'
Vel1-通信号发射器速度：q[<br>]'实列向量3乘1'|'实矩阵3乘N`
发射器的速度，设置为具有与*Pos1*相同维数的实向量或矩阵。
数据类型'Float16,'Float32',Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,`UInt64'
Vel2-通信号接收器速度：q[<br>]'实列向量3乘1'’实矩阵3乘N`|'实矩阵N乘3`
信号接收器的速度，指定为具有与*Pos2*相同维数的实向量或矩阵。
数据类型'Float16,'Float32',Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,`UInt64'
参数
传播速度（m/s）-通过信号的传播速度：q[<br>]'3e8（默认）|/'正标量`
实正标量形式的信号的传播速度。
默认值是光速：`3e8'。
测量单位为m/s。
数据类型'Float16,'Float32',Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,`UInt64'
信号载波频率（Hz）-通过信号的载波频率：q[<br>]'3e8（默认）|/'正标量`
正实标量形式的信号的载波频率。 测量单位为Hz。
数据类型'Float16,'Float32',Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,`UInt64'
子带数—通过子带数：q[<br>]'68（默认）|/'正整数`
处理的子范围的个数，设置为正整数。
数据类型:`Int8`,Int16,Int32,Int64,UInt8,UInt16,UInt32,UInt64
指定大气参数-考虑大气通道中的信号衰减：q[<br>’禁用（默认情况下）|/'启用`
选择此选项可启用大气中信号衰减的记录。
选择此选项时，对话框中会显示*温度（摄氏度）参数*、干燥空气压力（Pa）、水蒸气密度（g/m3）、液态水密度（g/m3）*和*雨量（mm/h）。
温度（摄氏度）-环境温度通过：Q[<br>]15（默认）|/'标量
的环境温度，设置为真实标量。 测量单位是摄氏度。
依赖关系
要使用此参数，请选中*指定大气参数*复选框。
干燥空气压力(Pa)-干燥空气通的大气压力:q[<br>]'101325(默认)|/'正标量`
干燥空气的大气压，作为正实标量给出。 此参数的默认值对应于一个标准气氛。 测量单位为Pa。
依赖关系
要使用此参数，请选中*指定大气参数*复选框。
水蒸气密度（g/m^3）-大气中水蒸气的密度通过：q[<br>]7.5（默认）|/'正标量
大气中水蒸气的密度，作为正实标量给出。 测量单位为g/m3。
依赖关系
要使用此参数，请选中*指定大气参数*复选框。
液态水密度（g/m^3）-液态水通过的密度：q[<br>]'0.0（默认）|/'非负标量`
雾或云中液态水的密度，作为非负实标量给出。 测量单位为g/m3。 液态水密度的典型值是中等雾的`0.05’和浓雾的`0.5'。
依赖关系
要使用此参数，请选中*指定大气参数*复选框。
雨率（mm/h）-降水强度通过：q[<br>]'0.0（默认）|/'非负标量`
降水强度，设为非负实标量。 测量单位为mm/h。
依赖关系
要使用此参数，请选中*指定大气参数*复选框。
执行双向传播-启用双向传递传播：q[<br>]'disabled(默认情况下)|'enabled
选择此选项可在信号的发射器和接收器之间执行双向传播。 否则，该单元执行信号从发射器到接收器的单向传播。
继承采样率-采样率传递的继承：q[<br>]enabled（默认情况下）|/'disabled
选中该框以从更高级别的块继承采样率。 否则，请使用*Sample rate(Hz)*参数设置采样率。
采样率（Hz）-通过采样率：q[<br>]'1e6（默认）|/'正标量`
正标量形式的信号的采样频率。 测量单位为Hz。
依赖关系
要使用此选项，请取消选中*继承采样率*复选框。
数据类型'Float16,'Float32',Float64,Int8,Int16,Int32,Int64,Uint8,UInt16,UInt32,`UInt64'
最大单向传播距离（m）-最大单向传播距离通过：q[<br>]'10e3（默认）|/'正标量`
以正实标量形式的信号的发射器和接收器之间的最大距离（以米为单位）。 测量单位是m。传播超过该距离的任何信号的幅度变为零。
算法
衰减和损耗因素
LOS宽带信道中信号的衰减或损耗由四个部分组成:
,
哪里
-
-在自由空间中传播期间信号的衰减。
-
-信号在大气中传播过程中的衰减。
-
-由于雾和云的存在，信号在传播过程中的衰减。
-
-信号在传播过程中由于降水而衰减。
每个分量以量值为单位测量，而不是以dB为单位。
传播延迟、多普勒频移和自由空间损耗
当信号源和接收器相对于彼此静止时，自由空间通道的输出信号可写为 ，在哪里 -信号延迟，以及 -在自由空间中传播过程中的损耗。 信号延迟计算为 ，在哪里 为传播距离，且 -传播的速度。 在自由空间途中的损失由表达式确定
,
哪里 -信号的波长。
该公式假定目标在发射元件或阵列的远场中。 在近场中，自由空间中沿传播路径的损耗公式无效，可导致损耗值小于一，这相当于信号放大。 出于这个原因，对于值 损失定为一.
如果在源和接收器之间存在相对运动，那么多普勒频移被考虑在内。 频移为 单边派发及 作双向分配。 价值 -这是接收器相对于源的相对速度。
大气中信号衰减的模型
该模型计算通过大气气体传播的信号的衰减。
电磁信号在大气中传播时会减弱。 这种效应主要是由于氧气和水蒸气的共振吸收线，而氮气的贡献较小。 该模型还包括10GHz以下的连续吸收光谱。 使用[1]中给出的ITU（国际电信联盟）模型进行计算。 该模型计算特定衰减（每公里衰减）作为温度，压力，水蒸气密度和信号频率的函数。 大气气体模型适用于1-1000GHz的频率，适用于极化和非极化场。
每个频率下的特定衰减的公式为:
.
价值 它是大气的复折射率的虚部，由谱线分量和连续分量组成。:
.
频谱分量由离散频谱项的总和组成，离散频谱项是频带的局部函数的乘积 和谱线的强度 . 对于大气氧，谱线的强度为:
。
对于大气水蒸气，谱线的强度为:
,
哪里:
-
-干燥空气压力。
-
-水蒸气的分压。
-
-环境温度。
压力测量单位为百帕（gPa），温度为开尔文度。
水蒸气分压 它与水蒸气的密度有关 ，如下:
.
总大气压为 .
对于每个氧气线 取决于两个参数: 和 . 同样，每条水蒸气线取决于两个参数: 和 .
本地化频段功能 它们是频率的复杂函数。 这些函数取决于模型的经验参数。
通过将特定衰减乘以路径长度来计算窄带信号的总衰减。 . 那么总衰减为:
.
这种信号衰减模型可以应用于宽带信号。 为此，首先将宽带信号分成频率子带，计算每个子带的信号衰减，然后将所有衰减的子带信号求和成一个公共衰减信号。
雾和云中信号衰减的模型
该模型计算通过雾或云传播的信号的衰减。
雾或云是相同的大气现象。 使用[2]中给出的ITU模型进行计算。 该模型计算作为液态水密度、信号频率和温度函数的信号的特定衰减（每公里衰减）。 该模型适用于极化和非极化场。 每个频率下的特定衰减的公式为:
,
哪里:
-
-液态水在gm/m3中的密度。
-
是具体的衰减系数并且取决于频率。
云和雾中的衰减模型适用于10-1000GHz的频率。 具体衰减系数的测量单位为(dB/km)/(g/m3)。
通过将特定衰减乘以路径长度来计算窄带信号的总衰减。 . 那么总衰减为:
.
这种信号衰减模型可以应用于宽带信号。 为此，首先将宽带信号分成频率子带，计算每个子带的信号衰减，然后将所有衰减的子带信号求和成一个公共衰减信号。
存在降水时的信号衰减模型
该模型计算通过发生降水的区域传播的信号的衰减。 降水衰减是主要的衰减机制，可以因地而异，年复一年。
电磁信号在通过降水区域传播时被衰减。 使用[3]中给出的ITU模型进行计算。 该模型计算信号的特定衰减（每公里衰减）作为降水强度，信号频率，极化和仰角的函数。 特定衰减 根据幂律取决于降水强度:
,
哪里:
-
-降水强度。 测量单位为mm/h。
-
参数 指数 它们取决于频率、极化状态和信号路径的仰角。
此衰减模型适用于1-1000GHz的频率。
通过将特定衰减乘以有效传播距离来计算窄带信号的总衰减, . 那么总衰减为:
.
有效距离为几何距离 乘以比例因子:
,
哪里 -频率。 衰减计算的更详细描述在[4]中给出。
降水强度 ，在这些计算中使用，表示降水的长期统计强度 [5]. 这是降水强度，在0.01％的情况下超过。
衰减模型可应用于宽带信号。 首先，将宽带信号划分为频率子带，并将模型应用于每个子带。 然后将所有衰减的子带信号求和成总衰减信号。