一种能够模拟室内多天线通信系统中衰落信号传播特性的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种能够模拟室内多天线通信系统中衰落信号传播特性的方法，包括以下几个步骤：生成发射端第k簇的发射角；生成第k簇发射角的偏移角，然后通过偏移角与发射角相加得到发射端第k簇第l子径的发射角；使用同样的方法生成接收端第k簇第l子径的到达角；生成相位角；生成衰落指数m的Nakagami‑m随机数，Nakagami‑m随机数与相位角相乘组成复包络随机数；利用相位差异表达式与导向向量表达式生成发射端导向向量和接收端导向向量；将发射端导向矢量、接收端导向向量和复包络随机数代入信道冲击响应公式得到M*N信道矩阵。本发明专利技术能够准确地描述室内复杂传输环境中、尤其是多天线通信系统信号衰落的传播特性。

A method for simulating propagation characteristics of fading signals in an indoor multiple antenna communication system

The invention discloses a method for fading signal propagation in a simulated indoor multi antenna communication system, including the following steps: generating the K transmitter cluster emission angle; the generating of the K cluster emission angle offset angle, and then through the offset angle and the emission angle can be obtained by adding the transmitter K L sub cluster size the emission angle; use the same method to generate receiving terminal K cluster l sub path generating angle; phase angle; Nakagami m random number generation fading index m, random number and phase angle of M Nakagami composed of complex envelope multiplied by a random number; using phase difference expression and orientation vector expression emission at the end of the steering vector and the receiver oriented vector; transmit steering vector, the receiver oriented vector and response formula of M*N channel matrix into complex channel impulse envelope random number. The invention can accurately describe the propagation characteristics of signal fading in a complex indoor transmission environment, especially a multi antenna communication system.

【技术实现步骤摘要】
一种能够模拟室内多天线通信系统中衰落信号传播特性的方法
本专利技术涉及一种能够模拟室内多天线通信系统中衰落信号传播特性的方法，适用于综合考虑阴影效应及小尺度衰落等复合衰落的复杂室内多天线无线通信场景。
技术介绍
无线信号在传播过程中，由于受传播环境复杂性的影响，电磁波在遇到或通过障碍物时容易产生各种反射、折射、衍射等物理现象，从而导致接收端接收到的电信号实际上是幅度和相位随传输的不同路径和时间变化而发生随机改变的衰落信号。根据通过无线信道传输后信号的特点，无线衰落可以分为大尺度衰落(Large-scaleFading)和小尺度衰落(Small-scallFading)。对于本专利技术所涉及的应用环境，如大型办公楼、大型超市、商场等复杂室内环境，总体而言，信号传输的距离较短，信号经历的衰落通常为小尺度衰落(小尺度衰落是指当移动台在一个较小的范围内移动，接收信号在短期内的快速波动，反映的是较短的距离和时间之内接收信号所呈现的快速起伏特性)。小尺度衰落通常包括Rayleigh衰落、Rice衰落和Nakagami衰落：当发射端与接收端之间不存在直射路径，接收信号仅是通过周围障碍物的衍射、散射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够模拟室内多天线通信系统中衰落信号传播特性的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)生成在(0,2π)范围内随机分布的发射端第k簇的发射角angle_T；(2)生成服从拉普拉斯变换的相对于第k簇发射角angle_T的偏移角w_kl_T，然后通过偏移角w_kl_T与发射角angle_T相加得到发射端第k簇第l子径的发射角theta_T；(3)重复步骤(1)与步骤(2)，使用同样的方法生成接收端第k簇第l子径的到达角theta_R；(4)生成在(0,2π)范围内均匀分布的相位角；(5)利用近似逆变换法生成衰落指数为m的Nakagami‑m随机数，Nakagami‑m随机数与相位角相乘组成复...

【技术特征摘要】
1.一种能够模拟室内多天线通信系统中衰落信号传播特性的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)生成在(0,2π)范围内随机分布的发射端第k簇的发射角angle_T；(2)生成服从拉普拉斯变换的相对于第k簇发射角angle_T的偏移角w_kl_T，然后通过偏移角w_kl_T与发射角angle_T相加得到发射端第k簇第l子径的发射角theta_T；(3)重复步骤(1)与步骤(2)，使用同样的方法生成接收端第k簇第l子径的到达角theta_R；(4)生成在(0,2π)范围内均匀分布的相位角；(5)利用近似逆变换法生成衰落指数为m的Nakagami-m随机数，Nakagami-m随机数与相位角相乘组成复包络随机数；(6)利用相位差异表达式与导向向量表达式生成发射端导向向量W_T_m和接收端导向向量W_R_n；(7)将所述发射端导向矢量W_T_m、接收端导向向量W_R_n和复包络随机数代入信道冲击响应公式得到M*N信道矩阵。2.根据权利要求1所述的能够模拟室内多天线通信系统中衰落信号传播特性的方法，其特征在于，步骤(4)、(5)中，记第k簇的第一个子径到达时间为Tk、平均到达率为A的泊松过程，每簇中的子径到达时间是服从平均到达率为a的泊松过程，则接收端信号簇与簇中子径到达时间分布分别服从以下指数分布：τl,k表示第k簇中第l子径的到达时间，τ0,k是第k簇的第一条子径的到达时间，并设定为第k簇的到达时间，即τ0,k＝Tk；设βl,k和θl,k分别指的是第k簇第l子径的幅度和相位，则K簇及每簇L条子径的时间和空间上的信道冲激响应表达式为：其中，K为簇的数量，L为每簇中的子径数量，θT为发射机的发射角，θR为接收机的到达角，为第k簇的平均发射角，为第k簇的平均到达角，为第k簇第l子径相对于的发射角，为第k簇第l子径相对于的到达角，τk为第k簇的到达时间，τl,k为第k簇第l子径相对于τk的到达时间，βl,k为第k簇第l子径的复增益系数，为第k簇第l子径的相位θl,k的复数表达形式，δ为一物理字符，Xσ和βl,k分别代表服从对数正态分布的阴影效应和服从Nakagami分布的小尺度信道衰落接收变量值，Nakagami分布的概率密度函数表达式为：对于Nakagami分布而言，上式(4)中为Gamma函数，m称为衰落因子或衰落指数，表示小尺度衰落的严重程度，ω指第k簇第l子径的平均功率，表达式分别为：

【专利技术属性】
技术研发人员：李岳衡，胡明亮，付婉，杨茂辉，汪成，居美艳，黄平，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32