[发明专利]一种巴特沃兹复衰落瑞利信道仿真方法

说明书

一种巴特沃兹复衰落瑞利信道仿真方法，首先，通过计算机仿真出巴特沃兹复衰落瑞利信道，并对其进行验证，主要包括以下步骤：首先进行初始化参数，包括最大多普勒频移、系统采样频率、系统采样点数N，以及巴特沃兹滤波器相关参数；然后产生巴特沃兹复衰落瑞利信道，通过两路高斯白噪声输入巴特沃兹滤波器，从而分别产生具有巴特沃兹多普勒功率谱的有色高斯白噪声序列，并分别组成了巴特沃兹复衰落瑞利信道的实部和虚部；最后，对巴特沃兹复衰落瑞利信道进行一阶和二阶统计分析。然后，设计该信道硬件仿真系统。本发明采用成形滤波器即巴特沃兹滤波器，便于实现瑞利信道巴特沃兹多普勒功率谱，且包络服从瑞利分布。

技术领域

本发明涉及无线信道建模领域，更具体的说是涉及一种巴特沃兹复衰落瑞利信道仿真方法。

背景技术

经典瑞利信道模型描述了市区无直射路径环境下的移动无线通信信道状态，包括小尺度范围内无线信道多径效应和多普勒效应，是无线通信信道最重要、最基础的仿真模型。该信道模型的相角统计特性服从瑞利分布，相角统计服从均匀分布，而多普勒功率谱为经典 Jakes功率密度函数，表现为U型谱。然而，在固定无线通信信道中，由于发射器和接收器的相对运动，造成了很小的多普勒扩展，在这种情况下，多普勒功率谱的功率主要集中在一定频率范围内，此时，多普勒功率谱表现为巴特沃兹谱。该信道模型也是经典瑞利信道模型的一个重要分支，但鉴于相关文献和专利并未对巴特沃兹复衰落瑞利信道仿真方法进行相关论述，因此，有必要提出一种巴特沃兹复衰落瑞利信道建模和仿真方法。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种巴特沃兹复衰落瑞利信道仿真方法，旨在解决现有仿真方法中无法准确描述巴特沃兹衰落信道的问题。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一种巴特沃兹复衰落瑞利信道仿真方法，包括以下步骤：

步骤一，程序开始，初始化参数；

步骤二，产生巴特沃兹复衰落瑞利信道；

步骤三，对巴特沃兹复衰落瑞利信道进行统计分析，程序结束；

步骤四，设计巴特沃兹复衰落瑞利信道硬件仿真系统。

进一步，所述步骤一包括以下步骤：

程序开始后，即可进行初始化参数，设定巴特沃兹复衰落瑞利信道的最大多普勒频移f_d，系统采样频率f_s，系统采样点数N，以及巴特沃兹滤波器阶数M。

进一步，所述步骤二包括以下步骤：

参数设置完成后，即可产生巴特沃兹复衰落瑞利信道。将两路高斯白噪声输入巴特沃兹滤波器，从而产生两路具有巴特沃兹多普勒功率谱的有色高斯白噪声序列，分别组成巴特沃兹复衰落瑞利信道的实部和虚部，该巴特沃兹复衰落瑞利信道的包络服从瑞利分布，相角服从均匀分布。两路信号即实部和虚部的产生原理一致，以其中一路为例加以说明，通过高斯白噪声生成巴特沃兹复衰落瑞利信道的实部如下：

第2-1步，时域复高斯白噪声经过FFT变换后，转换至频域。

第2-2步，巴特沃兹滤波器对频域复高斯白噪声进行滤波，并且该巴特沃兹滤波器的数学表达式可由频率f的多项式给出：

其中，巴特沃兹复衰落瑞利信道的最大多普勒频移f_d、滤波器阶数M由初始化参数过程定义。