[發(fā)明專利]一種基于三維空間的雙簇幾何信道建模方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010044969.4 | 申請日： | 2020-01-16 |
| 公開（公告）號： | CN111245480B | 公開（公告）日： | 2021-12-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 江浩;英文;周惠婷;周文軒 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京信息工程大學(xué) |
| 主分類號： | H04B7/0413 | 分類號： | H04B7/0413;H04B17/391;H04W4/46 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 210044 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 三維空間 幾何 信道 建模 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于三維空間的雙簇幾何信道建模方法，首先，基于共焦半橢球體散射場景中的幾何關(guān)系建立大規(guī)模MIMO V2V信道模型；其次，用簇的概念來描述散射體，即簇中有許多散射體，且簇隨機(jī)分布在半橢球面上；假設(shè)簇中的散射體數(shù)目趨近于無窮，連續(xù)隨機(jī)變量和可以用離散變量和分別表示；然后，引入生滅算法模擬簇在時(shí)間軸和陣列軸上的消失和演化；最后，根據(jù)復(fù)雜信道沖激響應(yīng)推斷所提出的信道模型的統(tǒng)計(jì)特性。本發(fā)明通過計(jì)算三維雙簇半橢球體的幾何統(tǒng)計(jì)特性來提高V2V在半橢球環(huán)境中通信系統(tǒng)的性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于三維空間的雙簇幾何信道建模方法。
背景技術(shù)
近年來，隨著第五代(5G)無線通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，車對車(V2V)通信受到了廣泛的關(guān)注。在這個(gè)模型中，采用大量的多輸入多輸出(MIMO)是一個(gè)非常明智的選擇，因?yàn)樗梢詽M足5G無線通信的許多需求。因此，為了更準(zhǔn)確地評價(jià)V2V通信系統(tǒng)的性能，有必要建立一個(gè)準(zhǔn)確的信道模型來描述移動發(fā)射機(jī)(MT)和移動接收機(jī)(MR)之間的傳輸特性。在通信環(huán)境中，發(fā)射端發(fā)射的波在到達(dá)接收機(jī)之前，會先擊中周圍環(huán)境中的散射物體，因此有必要使用Ricean衰落信道來描述V2V通信環(huán)境。根據(jù)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和散射體之間的關(guān)系，可以推導(dǎo)出不同場景下的傳播路徑長度和角度參數(shù)。J.Zhang,C.等人實(shí)驗(yàn)表明在二維空間中，當(dāng)描述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的信號傳播時(shí)，對系統(tǒng)性能的估計(jì)是不準(zhǔn)確的。因此，我們使用一個(gè)包含方位角和仰角參數(shù)的三維(3D)信道模型來更準(zhǔn)確地估計(jì)信道的傳播特性。H.Jiang等人提出了一種用于隧道場景中V2V通信的三維寬帶MIMO信道模型，并引入了各種共焦半橢球模型來研究不同傳播延遲下V2V信道的統(tǒng)計(jì)特性。A.Al-Hourani和D.W.Matolak等人提出在高速運(yùn)動通信環(huán)境中，當(dāng)MT和MR運(yùn)動時(shí)，信道統(tǒng)計(jì)特性會隨時(shí)間變化。因此，引入非平穩(wěn)信道模型并研究其傳播特性是非常重要的。Y.Liu等人提出了用于5G高速列車無線通信的三維海量MIMO信道模型，研究了在空間、時(shí)間和頻域上信道非平穩(wěn)特性的簇演化。S.Wu等人提出了一種用于5G大質(zhì)量信道模型的3D寬帶雙集群，該模型研究了集群的非平穩(wěn)特性的生滅算法。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：提出了一種基于三維空間的雙簇幾何信道建模方法，通過計(jì)算三維雙簇半橢球體的幾何統(tǒng)計(jì)特性來提高V2V在半橢球環(huán)境中通信系統(tǒng)的性能。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種基于三維空間的雙簇幾何信道建模方法，包括以下步驟：
(1)基于共焦半橢球體散射場景中的幾何關(guān)系建立大規(guī)模MIMO V2V信道模型；
(2)用簇的概念來描述散射體，即簇中有許多散射體，且簇隨機(jī)分布在半橢球面上；
(3)假設(shè)簇中的散射體數(shù)目趨近于無窮，連續(xù)隨機(jī)變量和可以用離散變量和分別表示；
(4)引入生滅算法模擬簇在時(shí)間軸和陣列軸上的消失和演化；
(5)根據(jù)復(fù)雜信道沖激響應(yīng)推斷所提出的信道模型的統(tǒng)計(jì)特性。
進(jìn)一步地，步驟(1)所述的大規(guī)模MIMOV2V信道模型可以通過MR×MT信道矩陣表示，其中hpq(t,τ)表示第p個(gè)根發(fā)射天線與第q根接收天線之間傳播鏈路的復(fù)合脈沖響應(yīng)；通過得到，hl,pq(t)表示第p根發(fā)射天線與第q根接收天線之間的傳播鏈路的復(fù)雜抽頭系數(shù)，I是抽頭的總數(shù)。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)的實(shí)現(xiàn)過程如下：
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