[发明专利]一种模拟多天线室外空间耦合衰落传播特性的方法

摘要

本发明公开了一种模拟多天线室外空间耦合衰落传播特性的方法，基于3GPP TR25.996协议建立的一种系统级传统空间信道模型3GPP‑SCM，通过引入天线阵元间的电磁耦合效应，设计了一种适用于室外耦合多天线MIMO系统传播特性的新型MC‑SCM（Mutual Coupling SCM）方法，完善现有室外3GPP‑SCM信道建模架构，使之能够模拟和评估新一代紧凑型多天线MIMO传输系统的电波传输特性和系统性能。本发明能够最大程度上逼近考虑了天线阵元间电磁耦合效应的室外紧凑型多天线系统的电波传播特性，可为紧凑型MIMO系统的软硬件设计、整体系统性能仿真与评估提供服务与参考。

主权项

1.一种模拟多天线室外空间耦合衰落传播特性的方法，其特征在于，宏小区和微小区情形下MC‑SCM信道模型实时信道参数生成的步骤如下：确定基站BS和移动台MS的距离和方向参数；确定时延扩展σ_DS、角度扩展σ_AS、阴影衰落σ_SF，每簇的时延分量，每簇的平均功率P_n，每簇的平均离开角δ_n,AOD，BS端每簇内子径的功率、相位、离开角的偏移值Δ_n,m,AOD，每簇的平均到达角δ_n,AOA；MS端每簇内子径到达角的偏移值Δ_n,m,AOA；BS和MS端簇内子径的天线增益；当选择的环境为城市宏小区或郊区宏小区；则执行步骤①，当选择的环境为微小区，则执行步骤②；步骤①、根据以上步骤中的参数生成BS端第s根发射天线与MS侧第u根接收天线间第n簇路径的信道系数h_u,s,n(t)表达式：其中，M表示与每个主径即簇相关联的子径总数，t代表时间，为加入天线阵元间的电磁耦合效应后MS端簇内子径的天线增益，G_BS(θ_n,m,AOD)为BS端簇内子径的天线增益，j为虚数单位，θ_n，mAOD表示BS第n条路径的第m条子径离开角的绝对值，相对于BS阵列的垂直方向；θ_n，m，AOA表示MS第n条路径的第m条子径到达角的绝对值，相对于MS阵列的垂直方向；Φ_n，m表示与第n个簇相关联的第m条子径的相位，其在(0，2π)内服从均匀分布；||v||为速度幅值，θ_v为相对于MS阵列的垂直方向的速度矢量v的角度；d_s为BS侧第s根天线与其第一根的距离，s＝1,...,S，S表示BS侧天线的总数；d_u为MS侧第u根天线与其第一根的距离，u＝1,...,U，U表示MS侧天线的总数；波数k＝2π/λ，λ为载波波长；步骤②、根据以上步骤中的参数生成BS侧第s根发射天线与MS侧第u根接收天线间第n簇路径的包含耦合效应的信道系数表达式：非直达径NLOS情形：其信道系数表达式与步骤A中的宏小区一致；直达径LOS情形：式中，θ_BS为BS与MS之间直视径的离开角，相对于BS阵列的垂直方向取值；θ_MS为BS与MS之间直视径的离开角，相对于MS阵列的垂直方向取值；G_BS(θ_BS)为存在直达径LOS时BS端簇内子径的天线增益，Φ_LOS为直达径分量的相位，K为莱斯因子。