[發(fā)明專利]一種巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710664912.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107566064B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何怡剛;黃源;程彤彤;吳裕庭;史露強(qiáng);李兵;佐磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/391
• 分類號(hào): H04B17/391
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所(普通合伙) 43205
• 代理人: 黃美玲;寧星耀

一種巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道仿真方法，首先，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真出巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，主要包括以下步驟：首先進(jìn)行初始化參數(shù)，包括最大多普勒頻移、系統(tǒng)采樣頻率、系統(tǒng)采樣點(diǎn)數(shù)N，以及巴特沃茲濾波器相關(guān)參數(shù)；然后產(chǎn)生巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道，通過(guò)兩路高斯白噪聲輸入巴特沃茲濾波器，從而分別產(chǎn)生具有巴特沃茲多普勒功率譜的有色高斯白噪聲序列，并分別組成了巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道的實(shí)部和虛部；最后，對(duì)巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道進(jìn)行一階和二階統(tǒng)計(jì)分析。然后，設(shè)計(jì)該信道硬件仿真系統(tǒng)。本發(fā)明采用成形濾波器即巴特沃茲濾波器，便于實(shí)現(xiàn)瑞利信道巴特沃茲多普勒功率譜，且包絡(luò)服從瑞利分布。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線信道建模領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道仿真方法。

背景技術(shù)

經(jīng)典瑞利信道模型描述了市區(qū)無(wú)直射路徑環(huán)境下的移動(dòng)無(wú)線通信信道狀態(tài)，包括小尺度范圍內(nèi)無(wú)線信道多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)，是無(wú)線通信信道最重要、最基礎(chǔ)的仿真模型。該信道模型的相角統(tǒng)計(jì)特性服從瑞利分布，相角統(tǒng)計(jì)服從均勻分布，而多普勒功率譜為經(jīng)典 Jakes功率密度函數(shù)，表現(xiàn)為U型譜。然而，在固定無(wú)線通信信道中，由于發(fā)射器和接收器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成了很小的多普勒擴(kuò)展，在這種情況下，多普勒功率譜的功率主要集中在一定頻率范圍內(nèi)，此時(shí)，多普勒功率譜表現(xiàn)為巴特沃茲譜。該信道模型也是經(jīng)典瑞利信道模型的一個(gè)重要分支，但鑒于相關(guān)文獻(xiàn)和專利并未對(duì)巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道仿真方法進(jìn)行相關(guān)論述，因此，有必要提出一種巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道建模和仿真方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道仿真方法，旨在解決現(xiàn)有仿真方法中無(wú)法準(zhǔn)確描述巴特沃茲衰落信道的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：

一種巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道仿真方法，包括以下步驟：

步驟一，程序開(kāi)始，初始化參數(shù)；

步驟二，產(chǎn)生巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道；

步驟三，對(duì)巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，程序結(jié)束；

步驟四，設(shè)計(jì)巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道硬件仿真系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述步驟一包括以下步驟：

程序開(kāi)始后，即可進(jìn)行初始化參數(shù)，設(shè)定巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道的最大多普勒頻移f_d，系統(tǒng)采樣頻率f_s，系統(tǒng)采樣點(diǎn)數(shù)N，以及巴特沃茲濾波器階數(shù)M。

進(jìn)一步，所述步驟二包括以下步驟：

參數(shù)設(shè)置完成后，即可產(chǎn)生巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道。將兩路高斯白噪聲輸入巴特沃茲濾波器，從而產(chǎn)生兩路具有巴特沃茲多普勒功率譜的有色高斯白噪聲序列，分別組成巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道的實(shí)部和虛部，該巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道的包絡(luò)服從瑞利分布，相角服從均勻分布。兩路信號(hào)即實(shí)部和虛部的產(chǎn)生原理一致，以其中一路為例加以說(shuō)明，通過(guò)高斯白噪聲生成巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道的實(shí)部如下：

第2-1步，時(shí)域復(fù)高斯白噪聲經(jīng)過(guò)FFT變換后，轉(zhuǎn)換至頻域。

第2-2步，巴特沃茲濾波器對(duì)頻域復(fù)高斯白噪聲進(jìn)行濾波，并且該巴特沃茲濾波器的數(shù)學(xué)表達(dá)式可由頻率f的多項(xiàng)式給出：

其中，巴特沃茲復(fù)衰落瑞利信道的最大多普勒頻移f_d、濾波器階數(shù)M由初始化參數(shù)過(guò)程定義。