[發(fā)明專利]荷葉狀空間信道的建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111431535.0
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114157375A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慧娟;孫冬;劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B17/309;G06F17/15;G06F17/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周科技

1.一種荷葉狀空間信道的建模方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S1、根據(jù)基站BS和移動臺MS建立荷葉狀空間信道模型，獲取模型參數(shù)，包括波達(dá)信號到達(dá)移動臺MS后形成的橢圓區(qū)域數(shù)據(jù)及各角度數(shù)據(jù)；

S2、根據(jù)散射體與MS和BS的距離、散射體在MS處仰角和天線覆蓋區(qū)域體積，計(jì)算MS處波達(dá)信號的概率密度函數(shù)PDF；

S3、根據(jù)線陣列ULA和環(huán)陣列UCA的導(dǎo)向矢量，計(jì)算信號衰落相關(guān)函數(shù)SFC；

S4、根據(jù)信號衰落相關(guān)函數(shù)SFC，計(jì)算MIMO多天線信道容量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的荷葉狀空間信道的建模方法，其特征在于：所述的荷葉狀空間信道模型，包括基站BS和移動臺MS；

將移動臺MS和基站BS作為在一條直線上的兩點(diǎn)，二者之間距離為d；在BS端安裝定向天線，發(fā)射出的波達(dá)信號主瓣寬度為2α，α為波束寬度，MS處的波達(dá)信號所在區(qū)域?yàn)橐粋€橢圓半球體，該橢圓半球體在水平面形成以MS為中心、長半軸為a、短半軸為b的橢圓；以BS、MS所在直線為X軸，MS側(cè)水平面波達(dá)信號覆蓋的橢圓形區(qū)域中長軸為Y軸，豎直面為Z軸，以MS為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系；

BS端的波達(dá)信號到達(dá)MS處后沒有完全將該橢圓半球體照亮?xí)r，波達(dá)信號與該水平面的橢圓區(qū)域產(chǎn)生四個交點(diǎn)，在MS所在水平面中四個交點(diǎn)的位置關(guān)于BS-MS所在的直線對稱分布；BS-MS直線左半邊的兩個交點(diǎn)A、B與該橢圓半球體在豎直方向形成一個切面，該切面在Z軸方向的切點(diǎn)設(shè)為C，波達(dá)信號經(jīng)過C的反射到達(dá)MS處；A、B、C三點(diǎn)所在切面與MS之間形成的三維立體區(qū)域?yàn)镽₁；在BS-MS直線左半邊，R₁的前、后被波達(dá)信號覆蓋區(qū)域分別為R₂、R₄，沒有被波達(dá)信號覆蓋的區(qū)域?yàn)镽₃；MS側(cè)被波達(dá)信號覆蓋的區(qū)域，以BS、MS所在的直線為對稱軸左右對稱分布，R₁、R₂、R₃、R₄的對稱區(qū)域分別為R′₁、R′₂、R′₃與R′₄；

S₁、S₂是波達(dá)信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的任意兩個散射體，且與MS處于同一水平面；信道模型參數(shù)統(tǒng)計(jì)如下：

信道模型被BS天線電波照亮的區(qū)域其邊界在水平面投影的方位角分別為φ₁和φ₂，散射體S₁到達(dá)MS和BS的距離分別為r_m和r_b，r'_m和r′_b分別為S₁到MS和BS的水平距離；

MS到達(dá)S₁的方位角和仰角分別為φ_m、β_m；BS到達(dá)S₁的方位角和仰角分別為φ_b、β_b，MS與BS的視距為d_LOS，d'_LOS為d_LOS在水平面的投影；

BS處天線的主瓣寬度為2α，α_max為波束寬度α的最大值，BS與地面垂直距離為h_t，h_t≥b。