[发明专利]一种多输入多输出无线通信系统的信道建模方法

摘要

本发明涉及多输入多输出无线通信系统，公开了一种多输入多输出无线通信系统的信道建模方法。首先根据多输入多输出(MIMO)无线通信系统的仿真环境生成MIMO无线通信系统的信道模型参数，包括径时延、径功率、径到达角、径离开角，然后根据简化原则对信道模型进行简化处理，最后计算MIMO无线通信系统信道的传输系数。本发明利用自适应减少信道多径数目的方法，降低了MIMO通信系统信道模型的复杂度，与未简化的信道模型相比较，简化之后的信道模型的精准度受到的影响很小。

主权项

1.一种多输入多输出无线通信系统的信道建模方法，包括以下步骤：(1)根据给定的信道模型参数计算生成：信道的N条径的径时延τ_n，径功率p_n，径最大功率P_max，径到达角径离开角φ_n，下标n表示第n条径，n∈[1，2，3，…，N])；(2)简化信道模型：步骤一：首先设定一个径功率门限值P_th：P_th＝P_max/RR=R′NLoSR′*(K+1)LoS]]>其中P_max表示信道的径功率的最大值，P_max与P_th的比值为R，R值由R′值确定，R′取值范围为20到40之间的实数(此处R′为经验值，R′值越大，信道模型的精准度越高，而信道模型的复杂度也越高)，K值为信道模型的莱斯K因子；步骤二：遍历信道的所有径，如果径功率小于门限值p_th，则将此径忽略，记为忽略径，否则记为保留径，所有忽略径组成一个集合C(p_k＜p_th，k∈C)，所有保留径组成一个集合C′(p_j≥p_th，j∈C′)，统计集合C中元素个数为N₁，则C′中元素个数为N-N₁；步骤三：统计所忽略径的功率总和p_cut：pcut=Σk∈Cpk]]>如果p_cut不为0，则重新生成一径：此径功率为：p′=Σk∈Cpk]]>此径时延为：τ′=(Σk∈Cpkτk)/(Σk∈Cpk)]]>此径离开角为：θ′=(Σk∈Cpkθk)/(Σk∈Cpk)]]>此径到达角为：其中C表示所有忽略径的集合；步骤四：保留径集合C′与上述步骤三生成的径组成新的信道模型的径集合此时信道模型的多径数目为信道的条径的径时延径功率径到达角径离开角下标l表示第l条径，其中，每一径包含M条子径；(3)生成信道系数：步骤一：根据(2)中得到的径到达角和径离开角生成子径的到达角和离开角：φ~l,m=φ~l+CAoDαm]]>其中下标l表示第l条径，下标m表示第m条子径，C_AoA和C_AoD分别表示到达角和离开角的角度偏移比例因子，α_m表示角度偏移；步骤二：生成每一子径的初始相位Φ_l，m，Φ_l，m服从均匀分布U(0，2π]；步骤三：生成信道系数：(a)信道为非视距传输时的信道系数H~u,s,l(t)=P~lΣm=1MFu[exp(jΦl,m)]Fsexp(jds2πλ0-1sin(φ~l,m))]]>其中下标u表示第u根接收天线，下标s表示第s根发射天线，下标l表示信道的第l条路径M表示每一径包含子径的个数，F_u表示接收天线的增益，F_s表示发射天线的增益，Φ_l，m表示第l条路径的第m条子径的初始相位，表示第l条路径的第m条子径的到达角，表示第l条路径的第m条子径的离开角，λ₀表示信道载波波长，d_s表示发射天线s到发射参考天线的距离，d_u表示接收天线u到接收参考天线的距离，表示多普勒频移：其中||v||表示移动台的移动速度，θ_v表示移动台的移动方向；(b)信道为视距传输时的信道系数H~u,s,l′(t)=H~u,s,l(t)+]]>其中下标u表示第u根接收天线，下标s表示第s根发射天线，下标l表示信道的第l条路径K为信道模型的莱斯因子，F_u表示接收天线的增益，F_s表示发射天线的增益，Φ_LoS表示直射路径的初始相位，表示直射路径的到达角，φ_LoS表示直射路径的离开角，λ₀表示信道载波波长，d_s表示发射天线s到发射参考天线的距离，d_u表示接收天线u到接收参考天线的距离，v_LoS表示多普勒频移：