UWB无线视频传输关键技术研究作者：张正华 谢敏来源：《现代电子技术》2013年第11期 摘 要： 为了方便的研究无线视频在UWB传输过程中的丢包率、吞吐量、时延，对UWB信道模型进行了研究，使用NS2构建了UWB双层茶杯的网络模型。网络模型配置了模拟网络拓扑结构、各层使用的协议，确定了链路的基本特性，从而可以模拟无线视频传输的UWB环境。构建的网络模型可以模拟压缩编码后视频流的无线传输过程。 关键词： 超宽带； NS2； 无线视频； 信道模型
中图分类号： TN941.2⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（炉温控制系统2013）11⁃0033⁃03
0 引 言
超宽带（Ultra⁃Wideband，UWB）是无线电通信及信号处理领域的热点之一。FCC在2002年提出的UWB信号的定义为：在⁃10 dB的带宽超过500 MHz的信号都是UWB信号[1⁃2]。
而信道模型是超宽带通信系统设计和研究的基础。超宽带技术具有隐蔽性好、抗多径和窄带干扰能力强、传输速率高、系统容量大、穿透能力强、低功耗、系统复杂度低等一系列优点，而且可以重复利用频谱。对于无线视频的传输，可以解决频谱拥挤的问题[3⁃7]。本文主要研究UWB的信道模型，并对修正的S⁃V的四种信道模型进行了Matlab仿真及在NS2中构建UWB网络模型。NS构建的网络模型在模拟传输JM压缩后的H.264文件时减小了构建系统的复杂度，NS构建的UWB网络不需要将视频进行调制解调，只需要将H.264文件进行解析，解析完成后会生成一个txt格式的文件。直接传输txt文件形式的trace文件，为视频传输减少了调制与解调带来的复杂过程。
1 IEEE 802.15.3a信道模型
UWB的信道模型主要有两种：路径损耗信道模型；多径衰落信道模型。路径损耗信道模型有：大尺度衰落信道路径损耗模型和IEEE 802. 15. 3推荐的路径损耗模型；多径衰落信道模型有：802.11 信道模型、Rayleigh 信道模型、Saleh⁃Valenzuela （S⁃V）信道模型、Δ⁃K信道模型和修正的S⁃V信道模型[8⁃9]。本文主要对修正的S⁃V模型的四种信道进行了研究和仿真。
电玉粉
IEEE信道模型最终决定采用基于簇方式的模型，IEEE对S⁃V模型进行了一些修改：用对数正态分布表示多径增益幅度；用另一个对数正态随机变量表示总多径增益的波动；最后，信道系数采用实变量而非复变量。
IEEE信道模型的信道冲激响应为：
[h（t）=Xl=0Lk=0K（l）αlkδ（t-Tl-τlk）]
式中：[X]为对数正态随机变量，代表信道的幅度增益；[L]为观测到的簇的数目；[K（l）]为第[l]簇内接收到的多径数目；[αlk]为第[l]簇中第[k]条路径的系数；[Tl]为第[l]簇到达的时间；[τlk]为第[l]led镜前灯簇中第[k]条路径的延时。
信道系数[αlk]定义为：
[αlk=plkβlk]
式中：[plk]为以等概率取+1和-1的离散随机变量；[βlk]为第[l]簇中第[k]条路径的服从对数正态分布的信道系数，表示为：
[βlk=10xlk20]
式中：[xlk]是均值为[μlk]，标准差为[σlk]的高斯随机变量，[xlk=μlk+ξl+ζlk]，[ξl]和[ζlk]是两个高斯随机变量，分别表示每簇和每个分量的信道系数变化，[σξ]和[σζ]分别表示[ξl]和flag标签抗体[ζlk]的标准差。
簇幅度和簇内每个多径分量的幅度都服从指数衰减的特点，从而得到[μlk]的值：
[μlk=10lnβ002-10TlΓ-10τlkγln10-σ2ξ+σ2ζln1020]
2 信道模型的Matlab仿真
IEEE 802.15.3a工作组给出了四种不同信道环境，见表1。各信道主要对距离和是否是视距进行了研究。
从图1中可以看出CM1与CM2的传输距离相同时，由于CM2在发射极与接收极之间有障碍物，能量衰减严重。CM3与CM1，CM2相比具有更大的时间弥散。CM4薄荷红茶组合发射能量的时间弥散比前面任何一种更为明显。
