Phân tích chương trình mô phỏng sim uwb 4 01

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG MÔN HỌC: CÁC MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN Phân tích chương trình mơ SIM_UWB 4.01 Giảng viên: Nguyễn Viết Đảm Hà Nội, ngày 27 tháng 02 năm 2022 Hà Nội 02/2022 *Mơ hình tổn hao đường truyền tổng qt Mơ hình Okumura/Hata: Hình 4.3: Tổn hao đường truyền pha đinh phạm vi rộng Hình 4.3a biểu diễn tổn hao đường truyền không gian tự tần số sóng mang 𝑓𝑐 =1,5 GHz theo khoảng cách giá trị độ lợi anten khác Hình 4.3b biểu diễn tổn hao đường truyền theo khoảng cách biểu thức (4.5) tần số sóng mang 𝑓𝑐 =1,5 GHz giá trị số mũ tổn hao n khác Hình 4.3c biểu diễn tổn hao đường truyền theo mơ hình che chắn log-normal 𝑓𝑐 =1,5 GHz σ = dB n = Hình 4.3d biểu diễn tổn hao đường truyền sóng mơi trường: vùng thành thị; ngoại ô; vùng mở, theo biểu thức (4.7), (4.10) (4.11) tương ứng, ta thấy vùng thành thị có suy hao đáng kể so với vùng khác, mật độ vật cản vùng thành thị nhiều *Mơ hình IEEE 802.16d Mơ hình 802.16d cho biểu thức: 𝑑 𝑃𝐿𝑀802.16 (𝑑 )[𝑑𝐵] = 𝑃𝐿𝐹𝑆 (𝑑0 ) + 10 𝛾 𝑙𝑜𝑔10 ( ) + 𝐶𝑓 + 𝐶𝑅𝑋 𝑑0 Mơ hình 802.16d điều chỉnh: 20𝑙𝑜𝑔10 ( 4𝜋𝑑 ) , 𝑑 ≤ 𝑑00 λ ( )[ ] 𝑃𝐿𝑀802.16 𝑑 𝑑𝐵 = { (4.18) 4𝜋𝑑 𝑑 20𝑙𝑜𝑔10 ( 00 ) + 10 𝛾 𝑙𝑜𝑔10 ( ) + 𝐶𝑓 + 𝐶𝑅𝑋 , 𝑑 > 𝑑00 λ 𝑑0 Trong đó: 𝑑0 = 100 𝑚, 𝛾 = 𝑎 − 𝑏ℎ 𝑇𝑋 + 𝑐/ℎ 𝑇𝑋 với a,b,c phụ thuộc vào loại mơ hình kênh bảng 4.2 cho bảng 4.3 ℎ 𝑇𝑋 : độ cao anten phát (10-80 m) 𝐶𝑓 = 6𝑙𝑜𝑔10 (𝑓𝑐 /2000) hệ số tương quan tần số sóng mang 𝑓𝑐 𝐶𝑅𝑋 : hệ số tương quan anten thu Hình 4.4: Tổn hao đường truyền mơ hình IEEE 802.16d Hình 4.4a biểu diễn tổn hao đường truyền mơ hình IEEE 802.16d theo khoảng cách tần số sóng mang GHz, thay đổi độ cao anten phát cố định độ cao anten thu 30 m Hình 4.4b cho thấy suy hao đường truyền theo mơ hình suy hao IEEE 802.16d điều chỉnh (4.18), điểm ngắt ngắn so với hình 4.4a Dưới ta tóm tắt chương trình dùng Sim_UWB 4.01 Prog 4.01: function PL = uwb40101_PL_free(fc,dist,Gt,Gr) % Pro 4.01 % Free Space Path loss Model % Input % fc % dist station[m] % Gt % Gr % output % PL fc d0 sigma dist Gt Gr Exp : carrier frequency[Hz] : between base station and mobile : transmitter gain : receiver gain : path loss[dB] =1.5e9; =100; =3; = [1:2:31].^2; = [1 0.5]; = [1 0.5 0.5]; = [2 6]; lamda = 3e8/fc; tmp = lamda./(4*pi*dist); if nargin>2, tmp = tmp*sqrt(Gt); end if nargin>3, tmp = tmp*sqrt(Gr); end PL = -20*log10(tmp); % Eq.(1.2)/(1.3) Chương trình nhận đầu vào: • Tần số sóng mang: fc • Khoảng cách phát/thu: dist • Độ lợi anten phát: Gt • Độ lợi anten thu: Gr Chạy chương trình ta nhận kết quả: Prog 4.02: % Pro 4.02 % Log-distance or Log-normal Shadowing Path Loss model % Input % fc : carrier frequency[Hz] % d : between base station and mobile station[m] % d0 : reference distance[m] % n : path loss exponent, n % sigma : variance[dB] % output % PL : path loss[dB] PL = -20*log10(lamda/(4*pi*d0)) + 10*n*log10(d/d0); % Eq.(1.4) if nargin>4, PL = PL + sigma*randn(size(d)); end % Eq.(1.5) Chương trình thực tính suy hao đường truyền theo khoảng cách môi trường pha đinh phạm vi rộng che chắn phân bố log-normal Nhận đầu vào: • Tần số sóng mang: fc • Khoảng cách phát/thu: d • Khoảng cách tham chiếu: d0 • Số mũ tổn hao truyền sóng:n • Phương sai: sigma • Đầu PL: suy hao đường truyền Lệnh thược chương trình: function PL = uwb40102_PL_logdist_or_norm(fc,d,d0,n,sigma) Prog 4.03: % Pro 4.03 % Hata Model % Input % fc % d % htx % hrx : : : : carrier frequency[Hz] between base station and mobile station[m] height of transmitter[m] height of receiver[m] % Etype : Environment Type('urban','suburban','open') % output % PL : path loss[dB] if nargin=150&&fc200, C_Rx = 3.2*(log10(11.75*hrx))^2 - 4.97; % Eq (1.9) else C_Rx = 0.8+(1.1*log10(fc)-0.7)*hrx-1.56*log10(fc); % Eq (1.8) end PL = 69.55 +26.16*log10(fc) -13.82*log10(htx) -C_Rx +(44.9-6.55*log10(htx))*log10(d/1000); % Eq (1.7) EType = upper(Etype); if EType(1)=='S', PL = PL -2*(log10(fc/28))^2 -5.4; % Eq (1.10) elseif EType(1)=='O' PL=PL+(18.33-4.78*log10(fc))*log10(fc)-40.97; % Eq (1.11) end Chương trình tính tổn thất đường truyền theo mơ hình Hata Chương trình nhận đầu vào: • Tần số sóng mang: fc • Khoảng cách phát/thu: d • Độ cao anten phát: htx • Độ cao anten thu: hrx • Loại mơ trường ('urban','suburban','open'): Etype • Đầu chương trình PL: Suy hao đường truyền theo mơ hình Hata Lệnh thực chương trình: function PL = uwb40104_PL_Hata(fc,d,htx,hrx,Etype) Prog 4.04: % Pro 4.04 % IEEE 802.16d model % Input - fc : carrier frequency % d : between base and terminal % type : selects 'A', 'B', or 'C' % htx : height of transmitter % hrx : height of receiver % corr_fact: if shadowing exists, set to 'ATnT' or 'Okumura' Otherwise, 'NO' % mod : set to 'mod' to get the modified IEEE 802.16d model % output - PL : path loss [dB] Mod='UNMOD'; if nargin>6, Mod=upper(mod); end if nargin==6&&corr_fact(1)=='m', Mod='MOD'; corr_fact='NO'; elseif nargin