[發明專利]一種MIMO多天線通信系統及通信系統性能評估方法

有效

• 申請號: 201811208759.3
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109302252B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 席曉莉;唐登洪;張金生
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B17/00;H04B7/0413
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 談耀文

1.一種MIMO多天線通信系統的性能評估方法，其特征在于，根據通信系統的空間自相關函數、時間互相關函數以及頻率互相關函數三類信息參數對系統性能進行評定，

所述空間自相關函數為：

其中，p，q為球形MIMO天線陣列中的兩個陣元，

其中，j表示虛數單位，R_S代表了球形面陣列的半徑，λ表示波達信號的波長；θ和分別表示入射信號的仰角以及方位角，θ_p和θ_q分別表示第p、q個陣元的初始相位；第p個陣元的初始相位θ_p分別表示為，

其中，L表示每環的陣元個數，W為緯向環數；

時間互相關函數TCCF表示成，

其中，符號和表示由發射端和接收端相對運動產生的最大多普勒頻率；φ_R表示發射端和接收端之間的相對移動方向；參數η_SBM，η_SBN及η_DB分別表示單次反跳SBM、單次反跳SBN以及二次反跳DB分量對應的信道增益，此處施加邊界條件以確保整個隨機模型的平均加權滿足歸一化條件，有η_SBM+η_SBN+η_DB＝1；

其中，表示單次反跳路徑SBM的發射角AOD的邊緣PDF通過聯合PDF在路徑長度區間分量；表示單次反跳路徑SBM的到達角AOA的邊緣PDF通過聯合PDF在路徑長度區間分量；

發射角用方位角分量與仰角分量表示，接收端到達角用方位角分量與仰角分量表示，當散射體數目M,N→∞時，離散隨機角度變量變成了連續型隨機變量，由θ_T、θ_R所取代；θ^R分別表示單次反跳路徑SBN的MR端到達角AOA在方位角和仰角上的分量；

ξ_pmq(t)，ξ_pnq(t)，ξ_pmnq(t)分別表示單次反跳路徑SBM，SBN以及DB中發射元p經過散射體到達接收元q的距離，ξ_p'mq'(t),ξ_p'nq'(t),ξ_p'mnq'(t)分別表示單次反跳路徑SBM，SBN以及DB中發射元p’經過散射體到達接收元q’的距離；

定義f為頻率變量，Δf表示頻率間隔，τ表示時間取樣間隔，將脈沖響應h_pq(t)做傅里葉變換得到時變傳遞函數，

頻率互相關函數FCCF表示為，

當ρ(p,q)∈[0，0.15]且R_pq,p'q'(t,τ)∈[0，0.15]且R_pq,p'q'(t,Δf)∈[0，0.15]時，MIMO通信系統性能達到最優。

2.根據權利要求1所述一種MIMO多天線通信系統的性能評估方法，其特征在于，MIMO天線陣列的導向矢量為，

其中表示提出的3D空間陣列模型第p個陣元的相位矢量，p＝1,2,3,...,P，定義V為經向環數，W為緯向環數，則陣元總個數P＝2×V×W；θ₁、θ₂……θ_p分別表示3D空間陣列模型第1、2、……p個初始相位。