Analyse und Nachbildung der Ankunftszeit von Mehrwegekomponenten in Kanalimpulsantworten bei bewegten Sendern oder Empfängern

Bastian Meiners, Jan Barowski, Artur Nalobin, Ilona Rolfes

Klein­heu­ba­cher Ta­gung 2015, U.R.S.I. Lan­des­aus­schuss in der Bun­des­re­pu­blik Deutsch­land e.V., Mil­ten­berg, Ger­ma­ny, Sep 28-30, 2015


Abstract

In diesem Beitrag wird ein Algorithmus zur Interpolation von Kanalimpulsantworten vorgestellt. Dieser wird in einem stochastischen Simulationsmodell zur Nachbildung von Funkkanälen im UHF-Bereich angewendet, um die Änderung der Kanalimpulsantwort durch Bewegungen des Senders oder Empfängers nachzubilden. Es wird insbesondere die Interpolation der Ankunftszeiten (engl. ToA-Time-of-Arrival) der Mehrwegekomponenten genauer untersucht, da hier eine vorherige Version des Algorithmus Ungenauigkeiten aufzeigte. Die Algorithmen bestehen aus zwei Hauptprozessen. Im ersten wird die Anzahl der Mehrwegekomponenten entlang einer Bewegung bestimmt. Im zweiten Prozess werden die gegebenen Kanalimpulsantworten verknüpft. Der hier vorgestellte Algorithmus wendet ein neues Verfahren an, um den Geburts- und Sterbeprozess der Mehrwegekomponenten entlang der Bewegung nachzubilden und somit die Verknüpfung der Kanalimpulsantworten zu generieren. Zuvor wurde ein Verfahren genutzt, bei dem die Interpolationslänge zwischen den gegebenen Impulsantworten iterativ halbiert und mittels unterschiedlicher Verfahren an diesen Stellen neue Kanalimpulsantworten auf Basis der bekannten generiert wurden. Im neuen Algorithmus wird nun mit Hilfe von statistisch berechneten Überlebenslängen für die Mehrwegekomponenten interpoliert. Um die nötigen Parameter und deren Statistiken zu erhalten, werden Ray-Tracing-Simulationen eines Referenzszenarios genutzt. Hier werden unterschiedliche Bewegungsrichtungen und Positionen von Sender und Empfänger simuliert, die definierten Interpolationsparameter untersucht sowie deren Abhängigkeit von Position und Bewegungsrichtung analysiert. Insbesondere wird betrachtet, ob der Algorithmus überall angewendet werden kann und ob für die unterschiedlichen Parameter Abstands- und Ortsabhängigkeiten definiert werden müssen oder diese mit allgemeinen Parameterwerten für eine hinreichende Beschreibung genutzt werden können. Abschließend werden die Ergebnisse des Algorithmus zur Time-of-Arrival Nachbildung mit den Ergebnissen aus den Ray-Tracing Simulationen verglichen.

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