[发明专利]一种多墙嵌入损耗模型的建立方法及其应用

说明书

本发明公开了一种多墙穿透损耗模型的建立方法及其应用，属于无线通信技术领域。通过利用两个独立的Gamma变量的乘积来描述两面墙存在或不存在情况下的接收功率。提出了一种闭合表达式来表示穿过两堵墙所引起的信号损耗的小尺度分布特性，解决了目前存在的多面墙所导致的信号波动更加复杂从而传统模型无法进行准确描述其特性的问题，使得能够对超密集小小区网络下无线信号的墙体嵌入损耗进行准确预测，从而更好的解决室内通信的覆盖空洞和增强用户的体验质量。

技术领域

本发明涉及一种多墙嵌入损耗模型的建立方法及其应用，属于无线通信技术领域。

背景技术

超密集小小区(ultra-dense small cell,UDSC)是5G系统中的一个关键候选技术，它的主要目的是为了解决室内通信的覆盖空洞和增强用户的体验质量。UDSC的成功运用依赖于对室内信道的传播特点的全面研究。在室内场景下多面墙会导致明显的信号强度衰减。因此有必要探究在UDSC网络下的墙体嵌入损耗。

近年来，研究人员进行了相当大量的关于墙体嵌入损耗的测量活动。总的来说，它们可以分成两类。第一类描述了电磁波穿透损耗与传输介质，频率，天线等参数的关系。第二类介绍了嵌入损耗的统计特性。

但是上述研究都集中在单面墙、很少将多墙的影响纳入考虑之中。由多面墙所导致的信号波动更加复杂，一些传统的分布例如Rayleigh,Gamma分布很难建模这种特性。

发明内容

为了解决目前存在的多面墙所导致的信号波动更加复杂从而传统模型无法进行准确描述其特性问题，本发明提供了一种多墙嵌入损耗模型的建立方法及其应用。

本发明的第一个目的在于提供一种Nakagami衰落信道下多墙嵌入损耗模型的建立方法，所述方法包括：

(1)在Nakagami衰落信道下，定义无线信号在没有穿透过两堵内墙(或者穿透过两堵内墙)的情况下的接收功率为一个随机变量，且服从Gamma-Gamma随机分布；

(2)根据(1)定义将无线信号穿过两堵室内墙的嵌入损耗的小尺度分布随机特性建模为两个独立但是不同参数的Gamma-Gamma变量的比值；

(3)得出Nakagami衰落信道下多墙嵌入损耗模型的概率密度函数(PDF)和均值。

可选的，所述(1)中，无线信号穿过单堵室内墙或者不穿过室内墙的情况下，无线信号的幅度服从Nakagami分布，从而无线信号的瞬时功率(用P表示)服从Gamma分布：

P_{fre_1}～Gamma(m₁,w₁)，P_{obs_1}～Gamma(m₂,w₂)

其中，P_{fre_1}表示无线信号在没有室内墙阻隔的情况下第一次测量时的瞬时功率，P_{obs_1}表示无线信号穿过单个室内墙的瞬时功率；

相应的，用相同的方法定义无线信号穿过(或者没有穿过)情况下的瞬时功率：

P_{fre_2}～Gamma(m₃,w₃)，P_{obs_2}～Gamma(m₄,w₄)

其中，P_{fre_2}表示无线信号在没有室内墙阻隔的情况下第二次测量时的瞬时功率，P_{obs_2}表示无线信号穿过另一堵室内墙的瞬时功率；

瞬时功率P的PDF给出如下：