[發明專利]一種用于多輸入多輸出單環模型建模方法及其仿真平臺

有效

• 申請號: 202010047744.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111263327B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 李兵;張曉藝;單萬寧;候金波;曾文波;何怡剛
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04L41/14;H04B7/0413
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 吳娜

本發明涉及一種用于多輸入多輸出單環模型建模方法，包括：模擬一個車載通信場景；根據上述場景得到一個窄帶M_T×M_RMIMO信道模型；對經典單環模型做基于散射簇的模型擴展；利用改進后的單環模型的信道增益函數給出多簇MIMO信道模型的3D空間?時間CCF，通過設置發射器和接收器天線的元件單元間的間距為零，得到時間自相關函數，通過設置暫態時間為零，得到空間互相關函數；通過上述四個步驟得到單環模型，利用該模型做MATLAB仿真。本發明還公開了一種用于多輸入多輸出單環模型建模方法的仿真平臺。本發明通過搭建多輸入多輸出單環模型的仿真平臺，可以根據實際作為接收器轎車周圍的散射體分布，比經典單環模型更加貼切地模擬真實情況。

技術領域

本發明涉及移動轎車經過基站時的信號傳播模型技術領域，尤其是一種用于多輸入多輸出單環模型建模方法及其仿真平臺。

背景技術

車輛間的信息通信提升了用戶駕駛過程的安全性和高效性。當前，隨著智能交通系統與車輛自組織網絡研究的逐漸發展，V2V(車對車)和V2R(車對路)信道建模研究受到了較高的關注。這一趨勢促使相關部門對車輛通信情況建立了統一的標準——專用短程通信技術(DSRC)。無線信號在收發端的傳輸特性研究，對于有效創建和分析車載通訊系統具有重要意義。無線通信作為現代化通信強有力的手段之一，若要成為高速通信的媒介仍有很多挑戰。

早期的幾何隨機建模中，通常假設無窮多個散射體分布在規則的圖形上。基于此，單環模型在文獻《Fading correlation and its effect on the capacity ofmultielement antenna systems》中被提出。在該模型中假設散射體有無窮，均勻分布在圓環上，難以符合實際情況。研究人員在做無線信道測量過程中發現了明顯的成簇現象。實際的無線通信環境中存在各種各樣的散射體，并且散射物體的集合使得信號在接收端以簇的形式抵達。在接收機處，不同的簇以不同的時間和角度到達。近幾年的研究揭示了一些相關性較強的多徑分量的空間域和時間域的聯合概率分布，驗證了多徑成簇的可能性。文獻《Anon-stationary 3-D wideband twin-cluster model for 5G massive MIMO channels》提出了一種雙簇模型，能夠應用在大規模MIMO通信中。文獻《A MIMO mobile-to-mobilechannel model derived from a geometric street scattering model》引入了一種基于單簇散射體幾何街道散射模型的窄帶MIMO V2V信道模型。文獻《大規模MIMO信道建模及傳播特性研究》以單環模型為參考，提出了一種二維非平穩寬帶多環模型。

但是在上述文獻的研究中，通常假設散射體均勻無限量地分布在規則的圖形上，如單環、雙環、橢圓、雙橢圓等幾何形狀。這本來就是對理論場景做的假設，與實際環境不能足夠吻合。現如今的方法中，對無線信道傳輸損耗的結果的判知，主要通過統計的方式得到實際數據做分析，還沒有一個模型能完全模擬實際場景。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種便于在不同的實際場景中，根據需要調整簇的參數，使其更符合實際環境的用于多輸入多輸出單環模型建模方法。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種用于多輸入多輸出單環模型建模方法，該方法包括下列順序的步驟：

(1)模擬一個車載通信場景，作為發射器的信號基站固定不動，接收器是一輛移動的轎車；信號發射端與接收端之間的距離為D，環的半徑是R，且滿足D＞＞R＞＞max{δ_T,δ_R}；作為發射器的信號基站裝有M_T根全向天線且呈均勻線性陣列分布，作為接收器的轎車車頂裝有M_R根全向天線且呈均勻線性陣列分布；所述天線由多個元件單元組成，發射器天線的元件單元間的間距為δ_T，接收器天線的元件單元間的間距為δ_R；設置β_T和β_R分別是發射天線和接收天線的傾角；