[发明专利]一种三维双移动MIMO传播信道的建模及仿真方法

摘要

本发明提出一种三维双移动MIMO传播信道的建模及仿真方法，供通信系统优化研究和系统性能评估使用。在三维双移动MIMO传播系统中，所述建模及仿真实现方法包括如下步骤：对三维双移动MIMO传播信道进行理论建模，获得其理论数学模型；将数学理论模型转换为便于仿真实现的累加模型；利用用户指定或实测的方位角/俯仰角联合分布特性分别计算获得三维离散到达角/离开角的取值；利用收、发端移动速度大小、方向及三维离开角/到达角计算收、发端的多普勒频移；利用收、发端天线阵列流型，获得其导引矢量矩阵；将三维离散到达角/离开角、收/发端多普勒频移、收/发端导引矢量矩阵代入三维双移动MIMO传播信道的累加形式表达式，计算获得三维双移动MIMO传播信道。

主权项

1.一种三维双移动MIMO传播信道的建模及仿真方法，其特征在于：包括如下步骤第一步：考虑发射和接收信号三维传播的情况，建立双移动MIMO信道模型为如下形式其中，a_r(α_r,β_r)、a_t(α_t,β_t)分别为收、发端天线阵列的导引矢量；α_r/α_t为收/发端方位角，β_r/β_t为收/发端俯仰角；p(α_t,β_t)为发射信号离开角的联合概率密度函数，p(α_r,β_r)为接收信号到达角的联合概率密度函数；为支路附加相移，服从[0,2π]的均匀分布；f_r、f_t分别表示收发端移动导致的多普勒频移分量；j为虚部单位；第二步：为了快速实现三维双移动MIMO传播信道的仿真，将第一步中的理论模型改写为如下仿真模型形式其中，为发射端天线阵列的导引矢量，为接收端天线阵列的导引矢量；为收/发端方位角，为收/发端俯仰角；为收发端各支路的多普勒频移；N₂、N₁为接收端、发射端的散射支路数目；为支路附加相移，服从[0,2π]的均匀分布；j为虚部单位；第三步：根据用户预先指定或实测的方位角/俯仰角联合分布，动态计算并产生N2、N1组到达角和离开角的方位角/俯仰角值1)假设到达角或离开角的归一化二维联合分布函数为其中离开角情况令n＝n₁，到达角情况令n＝n₂，利用等体积法将该函数曲线围成的体积等分为N份，其中离开角情况令N＝N₁‑1，到达角情况令N＝N₂‑1，即同时，令对的空间采样步长相等，即2)以为中心点，在左半区间取N/4个α_t/r值，并在右半区间对称取N/4个α_t/r值；以为中心点，在左半区间取N/4个β_t/r值，并在右半区间对称取N/4个β_t/r值；3)结合步骤1)和2)可获得(N+1)组方位角和俯仰角第四步：利用离开角/到达角取值以及收/发端移动速度矢量计算N1N2支路的多普勒频移；第五步：利用收/发端天线阵列的三维布局策略，获得收/发端天线阵列的导引矢量进而获得第六步：将上述步骤中计算获得的多普勒频移天线阵列导引矢量代入三维双移动MIMO传播信道的仿真模型中，最后实时输出MIMO信道衰落。