[發(fā)明專利]部分陰影信道建模模型及仿真方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710977165.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN107800496A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任文平;安付花;申東婭;劉博文;蔡傲;陳劍培;錢蓉蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/391
• 分類號(hào): H04B17/391
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，涉及一種部分陰影信道建模模型及仿真方法。

背景技術(shù)

對(duì)陰影衰落信道的研究對(duì)無線信道的描述和構(gòu)建，以及信號(hào)的收發(fā)設(shè)置至關(guān)重要。傳統(tǒng)的陰影衰落信道描述由于建筑物阻擋導(dǎo)致的陰影效應(yīng)，稱為全陰影衰落信道。

全陰影衰落信道采用Lognormal分布描述。然而，在實(shí)際城市、室內(nèi)、室外和無線體域網(wǎng)等的傳播環(huán)境中，樹木、植被、紡織品、窗簾等引起的陰影效應(yīng)不同于建筑物引起的陰影效應(yīng)，產(chǎn)生的衰落不是全陰影衰落，而是部分陰影衰落，單純的描述全陰影衰落信道的Lognormal分布將不能適應(yīng)于部分陰影衰落。

本發(fā)明部分陰影信道建模模型及仿真方法，包括：一種部分陰影信道建模模型，部分陰影衰落的包絡(luò)被表示為對(duì)數(shù)正態(tài)分布的指數(shù)，即在對(duì)數(shù)正態(tài)分布的基礎(chǔ)上用指數(shù)因子來描述不同的陰影效應(yīng)；導(dǎo)出了部分陰影信道建模模型的PDF、CDF、LCR和AFD；部分陰影信道建模模型仿真方法。

本發(fā)明內(nèi)容，經(jīng)文獻(xiàn)檢索，未見與本發(fā)明相同的公開報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提出部分陰影信道建模模型及仿真方法。包括：部分陰影信道建模模型，一階統(tǒng)計(jì)特性PDF和CDF的推導(dǎo)，二階統(tǒng)計(jì)特性LCR和AFD的推導(dǎo)，部分陰影信道模型仿真，其中：

本發(fā)明部分陰影信道建模模型為：

（）（1）

其中：為接收信號(hào)包絡(luò)，服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，為取值從0到1的陰影衰落指數(shù)因子；當(dāng)取1時(shí)信道為全陰影衰落信道，取值0時(shí)為無陰影衰落信道，取其它值時(shí)信道為部分陰影衰落信道。的PDF為：

（2）

其中，和分別為對(duì)數(shù)正態(tài)分布的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

的PDF為：

（3）

其中，為接收信號(hào)的均值，為接收信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差，、分別與對(duì)數(shù)正態(tài)分布的和相等。

本發(fā)明部分陰影信道建模模型的CDF為：

（4）

其中：為誤差函數(shù)。

本發(fā)明部分陰影信道建模模型的LCR為：

（5）

上式中，其中，是載波頻率。

本發(fā)明部分陰影信道建模模型的ADF為：

（6）

上式中各符號(hào)意義同前面發(fā)明內(nèi)容所述。

本發(fā)明部分陰影信道建模模型的仿真模型如附圖1所示，其仿真方法為：

（1）、白噪聲（WGN）分別經(jīng)過理想高斯濾波器后變?yōu)榫禐榱惴讲顬橐坏模?/p>

（2）、將信道參數(shù)乘性加載在上后在加上直射量最后經(jīng)非線性變化后成為即；

（3）、添加指數(shù)因子，得到分布；

本發(fā)明部分陰影信道建模模型及仿真方法，導(dǎo)出了該模型的PDF、CDF、LCR和AFD，給出了模型仿真方法；PDF、CDF、LCR和AFD進(jìn)行的理論計(jì)算與仿真比較一致。本發(fā)明部分陰影衰落信道模型可以用于移動(dòng)通信、人體通信等存在部分陰影效應(yīng)的陰影衰落環(huán)境。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的部分陰影信道建模模型相比于傳統(tǒng)陰影信道建模模型，能更好的描述陰影衰落信道，包括全陰影衰落、部分陰影衰落和非陰影衰落信道；

2、本發(fā)明的部分陰影信道建模模型簡(jiǎn)單易懂，易于實(shí)現(xiàn)和仿真；

3、本發(fā)明的部分陰影信道建模模型統(tǒng)計(jì)特性推導(dǎo)方法步驟簡(jiǎn)單。

附圖說明

圖1為部分陰影信道建模模型仿真流程圖。

圖2為部分陰影信道建模模型仿真PDF與理論對(duì)比。

圖3為部分陰影信道建模模型仿真CDF與理論對(duì)比。

圖4 為部分陰影信道建模模型仿真LCR與理論對(duì)比。

圖5為部分陰影信道建模模型仿真AFD與理論對(duì)比。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明部分陰影信道建模模型為：

（1）

其中，服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，為取值從0到1的指數(shù)因子。不同的陰影程度意味著的不同值，當(dāng)= 1時(shí)，包絡(luò)接收信號(hào)是經(jīng)典的全遮蔽對(duì)數(shù)正態(tài)衰落。當(dāng)= 0時(shí)，無線電波沒有經(jīng)歷遮擋，稱為非陰影狀態(tài)，接收到的信號(hào)只是視線（LOS）分量。當(dāng)從1減少到0時(shí)，陰影的程度從完全陰影減少到非陰影。的PDF為：

（2）

其中，和分別為對(duì)數(shù)正態(tài)分布的均值和方差。

根據(jù)公式（1）和（2），我們可以通過笛卡兒積變換求出接收信號(hào)r的PDF如下：

（3）

其中，為接收信號(hào)的均值，為接收信號(hào)的方差，為接收信號(hào)的平均功率。