SCM信道模型和SCME信道模型的matlab特性仿真,对比空间相关性,时间相关性,频率相关性

1.算法仿真效果

matlab2022a仿真结果如下（完整代码运行后无水印）：

       由仿真结果可以看出：信道时间相关性随着时间间隔的增大而减小，同一个天线间隔下，宏小区与微小区的间相关性相同，因为这两种场景的AOA产生方法相同，也反映出该信道模型不够准确。同理，频率相关性，空间相关性也具有类似的特征。

2.算法涉及理论知识概要

       SCM和SCME是两种用于仿真无线通信信道特性的模型，特别是在LTE和后续技术如5G的研究与设计中。它们旨在模拟真实环境中复杂的无线电波传播特性，包括空间相关性、时间相关性和频率相关性。

      SCM模型最初设计用于WCDMA系统，后来被扩展用于其他通信系统。它考虑了多种传播场景，如微小区、宏小区、室内环境等，通过一系列参数来表征信道的多径特性、衰落特性及空间、时间、频率的相关性。

      其信道模型图如图所示：

信道的空间相关函数：

信道的时间相关函数：

信道的频率相关函数：

       SCME模型专为LTE和后续技术设计，它在SCM基础上进行了扩展和改进，以适应更高速率、更广频谱的应用场景。SCME模型同样关注空间、时间和频率相关性，但提供了更为精细的参数化，以适应多样化的信道环境。

       空间相关性：SCME模型在空间相关性方面引入了更为细致的簇（Cluster）概念，每个簇内部包含多个径，簇间和簇内径之间的角度和功率分布都有明确的模型描述。空间相关性通过簇的分布和各径功率的角分布函数来表征，增加了模型的复杂度和真实性。

       时间相关性：SCME模型沿用了多普勒效应来模拟时间选择性，但对多普勒频谱进行了细化，以更好地适应移动速度范围更广的设备。此外，它还可能包含更复杂的时变模型来描述快速和慢速衰落过程。

      频率相关性：在SCME中，频率相关性通过更加精确的功率延迟谱（Power Delay Profile, PDP）来描述，PDP不仅反映多径时延的统计特性，还通过更细致的多径结构模拟了更为复杂的频率选择性衰落。

3.MATLAB核心程序

global dist;
 
%标准化天线间距
ds = [0:0.5:20];
Rd1= zeros(size(ds));
Rd2= zeros(size(ds));
for ii = 1:length(ds);
    ii
    Rtmp1 = 0;
    Rtmp2 = 0;
    for ij = 1:100
        dist=ds(ii);
        H1=scm(scmparset,linkparset(1),antparset);%macro
        H2=scm(scmparset2,linkparset(1),antparset);%micro
        %计算空间相关性
        [R,C,K,P] = size(H1);
        for i1=1:K
            for j1=1:P
                Rtmp1 = Rtmp1+mean2(H1(:,:,i1,j1)*[H1(:,:,i1,j1)]');
                Rtmp2 = Rtmp2+mean2(H2(:,:,i1,j1)*[H2(:,:,i1,j1)]');
            end
        end
    end
    Rd1(ii)=abs(Rtmp1)/P/K/100;
    Rd2(ii)=abs(Rtmp2)/P/K/100;
end
 
Rd1 = Rd1/max(Rd1);
Rd2 = Rd2/max(Rd2);
 
figure;
plot(ds,Rd1,'b');
hold on
plot(ds,Rd2,'r--');
xlabel('标准化天线间距');
ylabel('空间互相关性');
legend('macro','micro');
save result.mat ds Rd1 Rd2
01_165m