[發明專利]一種基于隧道環境的三維非平穩寬帶雙簇信道建模方法

在審

• 申請號: 201911343866.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110958069A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 江浩;陳珍
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04W4/46
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

1.一種基于隧道環境的三維非平穩寬帶雙簇信道建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：構建三維非平穩寬帶雙簇信道模型,給出多徑傳輸的角度參數和模型參數，根據半圓形隧道的實際尺寸對隧道系統進行幾何建模；

步驟二：通過隧道散射場景中的幾何關系以及三角恒等式，利用發射機、接收機以及散射體的位置推導三維非平穩寬帶雙簇信道模型的矩陣表達式；

步驟三：結合三維非平穩寬帶雙簇信道模型傳遞函數的表達式以及仰角和方位角分別推導LoS和NLoS傳輸路徑下復沖激響應的函數表達式；

步驟四：由隧道系統的幾何建模結果得到在NLoS多簇散射情況下，發射端發出的信號到達接收端的路徑長度；

步驟五：引入生死算法，利用簇群在陣列和時間軸上的演變，推導在一定時間間隔后的簇群數量，以表示簇群在半橢圓隧道場景下的狀態；

步驟六：利用傳遞函數和生死算法推導不同傳輸路徑間的空間互相關性函數，以分析不同傳輸鏈路的空間互相關特性；

步驟七：由三維非平穩寬帶雙簇信道模型的參數以及統計特性仿真驗證構建的三維非平穩寬帶雙簇信道模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于隧道環境的三維非平穩寬帶雙簇信道建模方法，其特征在于，所述步驟一構建的三維非平穩寬帶雙簇信道模型，采用半橢圓形隧道描述V2V信道中不同傳輸路徑下的散射體分布，在LoS路徑下，發射端發出的信號不經過任何散射體直接到達接收端，在NLoS路徑下，發射端發出的信號通過多簇散射到達接收端。

3.根據權利要求2所述的一種基于隧道環境的三維非平穩寬帶雙簇信道建模方法，其特征在于，所述步驟一中，首先定義Cluster_T作為發射端第一次反彈的簇群，Cluster_R作為接收端最后一次反彈的簇群，Cluster_T和Cluster_R之間的傳輸環境抽象為一個虛擬連接；

假定隧道橫截面半徑為R，隧道長為D，發射端和接收端分別配置M_T和M_R根均勻線性天線，天線之間間距分別為δ_T和δ_R；發射端和接收端天線相對于x正半軸的傾斜角分別為ψ_T和ψ_R，發射機和接收機的位置分別為(x_T,y_T,z_T)和(x_R,y_R,z_R)；

假設發射端存在N₁個有效散射體，第n₁(n₁＝1,2,...,N₁)個散射體定義為接收端存在N₂個有效散射體，第n₂(n₂＝1,2,...,N₂)個散射體定義為發射端和接收端的散射體位置分別為和其中，和都是自由變量。

4.根據權利要求3所述的一種基于隧道環境的三維非平穩寬帶雙簇信道建模方法，其特征在于，步驟二所述三維非平穩寬帶雙簇信道模型傳遞函數的矩陣表達式為：

其中h_pq(t,τ)表示發射端第p根天線與接收端第q根天線之間傳輸鏈路的復沖激響應，h_pq(t,τ)為視距分量和非視距分量之和，t表示時間，τ表示時延。