[发明专利]一种关于角度域任意功率谱MIMO信道特征计算方法

权利要求书

1.一种关于角度域任意功率谱MIMO信道特征计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)针对均匀线性阵列ULA给出波达信号在方位角平面的衰落相关性表达式，同时为提高计算效率，给出对角度域功率谱进行采样的衰落空间相关性表达式；

(2)对加权系数进行归一化处理，并给出了任意角度域空间相关性模型；

(3)针对任意理论式的信号功率谱分布，采样角度域基函数采样拟合原分布函数；

(4)给出信道仿真为VonMises分布的理论式，并模拟验证拟合算法；

所述步骤(1)包括以下步骤：

(11)仅考虑二维方位平面，忽视单元方向性与互耦影响，MIMO阵列中任意距离为d的两接收阵元的衰落空间相关性SFC可表示为：

其中：λ表示接收信号的波长；

(12)为提高计算效率，对任意角度域功率谱PDF进行采样，再假设采样间隔为Δs和采样基函数脉冲持续间隔为2Δs，则衰落空间相关性SFC可表示为：

其中，N表示采样脉冲数目，为加权系数和ρ_s,n(d)为每个采样基函数脉冲的衰落空间相关系数SFC可计算为：

其中，θ_n表示各脉冲角度均值和g_n(α)表示概率面积归一化的基函数采样脉冲；

所述步骤(2)实现过程如下：

由于采样基函数前后功率谱PDF的累计概率面积需保持不变，因此(2)中归一化加权系数应为：

其中，P(θ_n)表示各脉冲中心角离散化概率；将式子(4)代入(2)中，得任意角度域空间相关性模型为：

其中，P(θ_n)表示各脉冲中心角离散化概率；

所述步骤(3)通过以下方式实现：

基函数采样脉冲为Sinc分布时，每个采样基函数脉冲的衰落空间相关性SFC系数可近似表示为：

其中，

或者，基函数采样脉冲为高斯分布时，相关性SFC系数可近似表示为：

其中，σ是PAS扩展参数,k是归一化因子，且是误差函数；

或者，基函数采样脉冲为拉普拉斯分布时，相关性SFC系数可近似表示为：

2.根据权利要求1所述的一种关于角度域任意功率谱MIMO信道特征计算方法，其特征在于，步骤(4)所述VonMises分布的理论式为：

其中，I₀(·)表示零阶修正贝塞尔函数；α₀表示信号入射角均值；k≥0为角度扩展因子，k越小角度扩展越大，k＝0对应均匀分布情况。