Апроксимація Накагами розподілу обвідної сигналу в каналі TWDP
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2020.82.74-80Ключові слова:
мобільний зв'язок, двопроменевий канал із розсіюванням, дрібномасштабні завмирання, розподіл обвідної сигналу, розподіл НакагамиАнотація
Постановка задачі. З розвитком технологій радіозв'язку, особливо, мобільного, усе більш важливу роль відіграє розробка моделей радіоканалів. У даній статті розглядається одна з популярних нині моделей, а саме, двопроменевий радіоканал з розсіюванням потужності сигналу, яку в літературі прийнято позначати абревіатурою TWDP (від Two-Wave with Diffuse Power). Для цієї моделі відомі як точні, так і наближені вирази для густини розподілу імовірностей (ГРІ) і кумулятивної функції розподілу (КФР) обвідної сигналу. Однак, загальним їх недоліком є висока складність з точки зору практичного застосування. У зв'язку із цим у даній роботі розглядається можливість значно більш простої апроксимації ГРІ та КФР обвідної сигналу на основі методу Накагами.
Розробка методу. Апроксимація розподілів по методу Накагами зводиться до обчислення другого та четвертого початкових моментів обвідної сигналу на виході каналу. Такі обчислення й виконані в роботі, що дозволяє представити зазначені моменти у вигляді функцій від двох загальноприйнятих параметрів каналу TWDP: К-фактора та параметра Δ, який визначається співвідношенням амплітуд радіо променів.
Аналіз похибок апроксимації. Похибки оцінювалися шляхом зіставлення розрахунків ГРІ і КФР за точними формулами та розрахунків із використанням апроксимації Накагами. Паралельно також проводилися розрахунки відповідно до формул апроксимації, що відомі у літературі. Аналіз показав, що похибка методу Накагами при обчисленні КФР є цілком задовільною для практичних потреб майже у всьому діапазоні змін параметрів каналу. У той же час точність апроксимації ГРІ у порівнянні з іншими відомими методами апроксимації виявилася не дуже задовільна.
Висновки. Проведені дослідження підтвердили можливість апроксимації КФР обвідної сигналу в каналі TWDP розподілом Накагами. Результати такої ж апроксимації для ГРІ виявилися менш задовільними. Також відзначається корисність отриманих результатів для трактування даних натурних експериментів.
Посилання
Rytov S. M., Kravtsov Y. A. and Tatarskii V. I. (1987) Principles of Statistical Radiophysics 1, Springer-Verlag, 253 p. DOI: 10.1007/978-3-642-69201-7.
Rytov S. M., Kravtsov Y. A. and Tatarskii V. I. (1988) Principles of Statistical Radiophysics 2, Springer-Verlag, 234 p. DOI: 10.1007/978-3-642-61351-7.
Zochmann E., Hofer M., Lerch M., Pratschner S., Bernado L., Blumenstein J. and others (2019) Position-Specific Statistics of 60 GHz Vehicular Channels During Overtaking. IEEE Access, Vol. 7, pp. 14216-14232. DOI: 10.1109/access.2019.2893136.
Bhargav N., Silva C., Chun Y. and others (2018) On the Product of Two k-mu Random Variables and its Application to Double and Composite Fading Channels. IEEE Transactions on Wireless Communications, 17 (4), pp. 2457–2470. DOI: 10.1109/TWC.2018.2796562.
Hajri N., Youssef N., Kawabata T. and others (2009) Statistical Properties of Double Hoyt Fading With Applications to the Performance Analysis of Wireless Communication Systems. IEEE Access. DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2820746.
Matolak D. W. and Frolik J. (2011) Worse-than-Rayleigh fading: Experimental results and theoretical models. IEEE Communications Magazine, Vol. 49, Iss. 4, pp. 140-146. DOI: 10.1109/mcom.2011.5741158.
Durgin G., Rappaport T. and Wolf D. d. (2002) New analytical models and probability density functions for fading in wireless communications. IEEE Transactions on Communications, Vol. 50, Iss. 6, pp. 1005-1015. DOI: 10.1109/tcomm.2002.1010620.
Dey I. and Rossi P. S. (2017) Second-Order Statistics for Indoor Wireless Joint Fading/Shadowing Channels. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 16, pp. 1569-1572. DOI: 10.1109/lawp.2017.2651153.
Rao M., Lopez-Martinez F. J., Alouini M. and Goldsmith A. (2015) MGF Approach to the Analysis of Generalized Two-Ray Fading Models. IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 14(5), pp. 2548–2561. DOI: 10.1109/twc.2014.2388213.
Duong T.,Q., Zepernick H., Tsiftsis T.,A. and Bao,V. (2010) Amplify-And-Forward MIMO Relaying with OSTBC over Nakagami-m Fading Channels. 2010 IEEE International Conference on Communications. DOI: 10.1109/icc.2010.5501922.
Zöchmann E., Caban S., Mecklenbräuker C. F., Pratschner S., Lerch M., Schwarz S. and Rupp M. (2019) Better than Rician: modelling millimetre wave channels as two-wave with diffuse power. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 21(2019). DOI: 10.1186/s13638-018-1336-6.
Gradshteyn I. S. and Ryzhik I. M. (2007) Table of integrals, series, and products. Academic Press.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 О. Я. Калюжний
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
