Multipath Fading Channel

Multipath Fading Channel - Simulink

Este modelo mostra como utilizar os blocos de desvanecimento Rayleigh e Rician do Communications System Toolbox™ fornecido pelo próprio Simulink™. Os canais Rayleigh e Rician são modelos úteis de fenômenos do mundo real em comunicações sem fio. Mais informações [1]

Primeiramente baixe o arquivo a seguir Sistema.zip (que é uma versão parametrizável daquele encontrado na pasta em /opt/MATLAB/R20xxx/toolbox/comm/commdemos). Descompacte e certifique-se que no Matlab você esteja no diretório onde descompactou o arquivo. Digite no terminal do Matlab:

open_system('multipathfading')

ou

multipathfading

Toolbox e blocos necessários

Para realização da simulação, é necessário o Communications System Toolbox™ html, pdf fornecido pelo próprio Simulink e os seguintes blocos:

Communications System Toolbox

• Bernoulli Binary Generator;
• Digital Baseband Modulation;
• Multipath Rayleigh Fading Channel;
• Multipath Rician Fading Channel;
• Constellation Diagram.

Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar [Tools>Model Explorer]

Modelo e parâmetros

O modelo simula uma transmissão por frames utilizando modulações digitais em um canal com desvanecimento multipercurso de Rayleigh e Rician. Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes. Os parâmetros fornecidos por este bloco são:

Bloco Bernoulli Binary Generator

• bitRate -> Transmission rate (b/s);
• symbolPerFrame -> Number of symbols per transmitted frame.

Bloco Modulador Baseband

• Modulation used -> Choice of modulation used (M-QAM,BPSK,QPSK,M-FSK,M-DPSK);
• M_ary -> Order modulation.

Blocos Multipath Rayleigh Fading Channel e Multipath Rician Fading Channel

• maxDopplerShift -> Maximum Doppler shift of diffuse components (Hz);
• delayVector -> Discrete delays of channel (s);
• gainVector -> Average path gains (dB);
• LOSDopplerShift -> Doppler shift of line-of-sight component (Hz);
• KFactor -> Ratio of specular power to diffuse power.

Testes que podem ser feitos

Os testes foram realizados nas versões 2014a e 2015a do software Matlab, funcionando perfeitamente nas mesmas. A seguir alguns testes que podem ser feitos com este modelo.

• Podemos ver o mapeamento dos bits modulados após o mesmo sofrer as degradações impostas pelo canal através de pontos em uma constelação pelos blocos After Rayleigh Fading e After Rician Fading;
• Outro teste válido é alterar o tipo de modulação utilizada para fins de comparação;

Para visualizar os resultados e características do canal Rayleigh simulado, digite no Matlab os seguintes comando:

multipathfading
modelname = 'multipathfading';
rayleigh_block = [modelname '/Multipath Rayleigh Fading Channel'];
rician_block = [modelname '/Multipath Rician Fading Channel'];
set_param(rayleigh_block, 'openVisAtStart', 'on');
set_param(rician_block, 'openVisAtStart', 'off'); 
Tsim = 20;
sim(modelname, Tsim);

Resultados e características visualizadas:

• Resposta ao impulso do canal;
• Resposta em frequência do canal;
• Resposta ao impulso do canal em cascata;
• Função de espalhamento;
• Trajetória fasorial;
• Ganhos de cada percurso;
• Componentes de multipercurso;
• Espectro Doppler;

Para visualizar os mesmos resultados e características do canal Rician simulado, digite no Matlab os seguintes comando:

multipathfading
modelname = 'multipathfading';
rayleigh_block = [modelname '/Multipath Rayleigh Fading Channel'];
rician_block = [modelname '/Multipath Rician Fading Channel'];
set_param(rayleigh_block, 'openVisAtStart', 'off');
set_param(rician_block, 'openVisAtStart', 'on'); 
Tsim = 20;
sim(modelname, Tsim);