[发明专利]蜂窝无线通信系统中的一种无线环境的仿真方法

摘要

蜂窝无线通信系统中的一种无线环境的仿真方法，首先计算路径损耗系数；然后计算阴影衰落系数；再计算多径衰落系数和计算广义信干噪比；最后根据广义信干噪比、调制和编码方式查找误码率表，得到当前时隙的误码率；根据推衍规则得到系统的误帧率，从而给出系统性能。本发明的仿真方法能够更客观、精确地反映出系统的性能和技术特点，所产生的积极效果对新一代蜂窝无线通信系统的各项技术特点有一个更为严密的评估。

主权项

1.蜂窝无线通信系统中的一种无线环境的仿真方法，其特征是，包括下述步骤：a)首先计算路径损耗系数，采用COST 231-Hata模型作为路径损耗的预测模型，路径损耗系数为：$L=46.3+33.9\mathrm{lo}{g}_{10}\left(\frac{f}{\mathrm{MHz}}\right)-13.82{\log }_{10}\left(\frac{h_{\mathrm{AP}}}{m}\right)-a\left(\frac{h_{\mathrm{MT}}}{m}\right)+[44.9-6.55\left(\frac{h_{\mathrm{AP}}}{m}\right)]{\log }_{10}\left(\frac{d}{\mathrm{km}}\right)-31---\left(1\right)$ 其中f为载波频率，a是有效移动天线因子，hAP为接入点(AP)的高度，hMT为移动终端(MT)的高度，d为(AP)和(MT)之间的距离；b)然后计算阴影衰落系数，阴影衰落用对数正态分布描述，综合考虑不同位置阴影衰落之间的相关性，其数学模型用ARMA(1，1)模型表示：$S_n={\mathrm{\rho S}}_{n-1}+\sqrt{1-{\rho }^2}{a}_x---\left(2\right)$ 其中，Sn为当前点的阴影衰落值，Sn-1为上一点的阴影衰落值，ax为与Sn-1独立、符合对数正态分布的随机变量，其均值、阴影标准方差根据仿真模型要求确定，ρ为Sn和Sn-1 的相关系数，它是一个与两点间距离有关的函数，表达式为：$\rho =e^{-\frac{\mathrm{\Delta x}}{d_{\mathrm{cor}}}\ln 2}---\left(3\right)$ 其中，Δx为两点间距离，dcor为相关距离；c)再计算多径衰落系数，将信道建模为具有时变单位脉冲响应的线性滤波器，并假设在很短的持续时间内，信道的单位脉冲响应不发生变化，那么多径信道的脉冲响应可以表示为：$h\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}{h}_i\exp (-j{\theta }_i)\delta (t-{\tau }_i)---\left(4\right)$ 其中hi、τi和θi分别表示第i径的幅值、时延和相位；对(4)式做傅立叶变换得：$H\left(w\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}{h}_i\exp (-j{\theta }_i)\exp \left({\mathrm{jw\tau }}_i\right)---\left(5\right)$ 其中hi、τi、θi分别表示第i径的幅值、时延和相位；将移动终端使用的子载波中心频率代入(5)式即可得出子载波多径衰落系数；d)计算广义信干噪比，由下式：$\mathrm{SINR}\left(i\right)=\frac{P_r}{\underset{k=1}{\overset{M}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{rk}}+P}---\left(10\right)$ 计算当前时隙当前子载波在第i个天线组的广义信干噪比，其中Pr为目标信号接收功率，Prk为第k个干扰信号的接收功率，P为热噪声功率。应用最大比合并，得到该时隙的广义信干噪比为：$\mathrm{SINR}=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}\mathrm{SINR}\left(n\right)---\left(11\right)$ e)最后根据广义信干噪比、调制和编码方式查找误码率表，得到当前时隙的误码率，根据推衍规则得到系统的误帧率，从而给出系统性能。