[发明专利]应用于移动通信网络的无线信道建模与仿真方法

权利要求书

1.一种应用于移动通信网络的无线信道建模与仿真方法，其特征在于，首先 导出用于产生符合小尺度无线信道特征的瑞利衰落波形的高斯随机序列所需满足的 三个基本条件及自相关特性，利用蒙特卡罗方法产生独立标准高斯随机序列，并通 过一种线性变换矩阵将其转换为满足相应三个基本条件及自相关特性的高斯随机序 列，最后对其取模，从而得出无线信道中瑞利衰落波形；其中，线性变换矩阵通过 按列递推的方式得到；

所述的三个基本条件如下：

1)实部分量即同相分量X(n)和虚部分量即正交分量Y(n)都均值为0、方差为 σ²的高斯随机过程，其中n表示离散时刻；

2)同相分量X(n)和正交分量Y(n)在任意时刻统计独立，即它们的互相关函数 E(X(n)*Y(n+m))＝0，其中E(·)表示取数学期望，0≤m≤N-1为离散时间间隔；

3)同相分量X(n)、正交分量Y(n)是广义平稳随机过程，其自相关函数相等且 为R(m)＝E(X(n)*X(n+m))＝E(Y(n)*Y(n+m))；

自相关特性为：同相分量X(n)和正交分量Y(n)自相关系数满足 其中，ρ(m)表示X(n)和Y(n)自相关系数，J₀(·)为第 一类零阶贝赛尔函数，f_m为最大多普勒频移，T_s为抽样时间间隔，σ²为方差；

利用蒙特卡罗方法中的舍选法产生标准高斯随机变量的方法是：作出标准高斯 分布的概率密度曲线；位于横坐标范围内曲线下的面积就对应于这个范围内的概率； 于是选择在标准高斯概率密度曲线下具有均匀分布的二维随机数，则标准高斯概率 密度曲线下对应于横坐标处的点的分布满足标准高斯分布，因此该点即是标准高斯 随机变量；利用上述方法产生N个随机数即得一组相互独立的标准高斯随机变量， 记为η＝[η(n)，1≤n≤N]；η经过线性变换可以得到X即：X′＝Tη′，这里，[·]′表 示取转置，T为线性变换矩阵；同样地，利用蒙特卡罗方法产生一组相互独立的标 准高斯随机变量k＝[k(n)，1≤n≤N]，由公式Y′＝Tk′可得高斯随机过程Y；上述方 法产生的X(n)与Y(n)满足三个基本条件及自相关特性；因此，由 可得满足小尺度无线信道特征的瑞利衰落波形 V＝[V(n)，1≤n≤N]。

2.根据权利要求1所述的移动通信网络的无线信道建模与仿真方法，其特征在 于线性变换矩阵可以通过按列递推的方式得到，即可用如下递推公式得到线性变换 矩阵T：

T_i1＝σ²ρ(i-1)，        1≤i≤N           a

Tij=σ2ρ(i-j)-Σk=1j-1TikTjkσ2-Σk=1j-1Tjk2,1<j≤i≤N---b]]>

公式a为初始值，公式b为按列递推公式；首先根据公式a得到线性变换矩阵T 第一行元素T₁₁，然后根据公式a得到线性变换矩阵T第二行第一列元素T₂₁并根据 公式b得到第二行第二列元素T₂₂，从而得到线性变换矩阵T第二行各列元素 [T₂₁，T₂₂]，依次类推，以后各行均首先利用公式a得到其第一列元素，然后利用公 式b得到其余各列元素，从而求得整个线性变换矩阵T。