【技术实现步骤摘要】
一种基于几何的非平稳V2VMIMO信道建模方法
本专利技术涉及V2V非平稳信道建模
，尤其是一种基于几何的非平稳V2VMIMO信道建模方法。
技术介绍
有效描述通信环境特征和信号传输特性的V2V信道模型对于车联网无线通信系统优化和评估至关重要。而传统的固定到移动(Fixed-to-Mobile,F2M)蜂窝无线信道模型与V2V信道模型在应用场景中存在着严重的不同：一是V2V通信系统中收发两端的车辆都处于运动状态，二是V2V通信系统中的移动发射端天线高度相对F2M系统来说远远较低。因此传统的F2M蜂窝模型无法直接用来分析V2V通信系统移动发射端和移动接收端之间的信道传输特性。所以针对V2V通信系统，研究其适合的信道模型显得尤为必要。PATZOLD等人分别提出双环模型和椭圆模型，研究了在不同散射环境下的信道的空时相关性。对于特定场景如低车流密度的高速公路、城市隧道和高速铁路，许越、蒋育康等人建立了大规模多输入多输出(Multi-InputMulti-Output,MIMO)信道模型。然而，这些V2V信道模型均是在广义平稳(...
【技术保护点】
1.一种基于几何的非平稳V2V MIMO信道建模方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：/n(1)建立V2V双环散射模型；/n(2)根据V2V双环散射模型，建立V2V MIMO信道发射天线l到接收天线k之间的信道冲激响应；/n(3)根据移动发射端、移动接收端和散射体之间的几何关系，推导电波到达角、离开角、多普勒相移、传播距离的时变信道参数。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于几何的非平稳V2VMIMO信道建模方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
(1)建立V2V双环散射模型；
(2)根据V2V双环散射模型，建立V2VMIMO信道发射天线l到接收天线k之间的信道冲激响应；
(3)根据移动发射端、移动接收端和散射体之间的几何关系，推导电波到达角、离开角、多普勒相移、传播距离的时变信道参数。
2.根据权利要求1所述的基于几何的非平稳V2VMIMO信道建模方法，其特征在于：所述步骤(1)中的V2V双环散射模型包含一个移动发射端OT和一个移动接收端OR，并且在移动发射端OT和移动接收端OR周围有M和N个独立的有效散射体，这些散射体随机分布在以移动发射端OT和移动接收端OR为中心的圆环上；在该V2V双环散射模型中，无线信号由移动发射端发出，分别历经移动发射端OT散射体和移动接收端OR散射体两次散射后，到达移动接收端OR。
3.根据权利要求1所述的基于几何的非平稳V2VMIMO信道建模方法，其特征在于：所述步骤(2)中的V2VMIMO信道，生成的移动发射端OT第l根天线到移动接收端OR第k根天线之间的信道冲激响应hlk(t)为：
式中：M、N分别为移动发射端和移动接收端的局部散射体数目，θmn为随机初始相移，由平面波与散射体和相互作用产生，均匀分布在[-π,π)上，和是由移动发射端、移动接收端的运动引起的时变多普勒相移；k0＝2π/λ，λ是载波波长，是发射天线l到接收天线k的时变路径距离；l＝1,2,…,MT；k＝1,2,…,MR；m表示移动发射端局部的第m个散射体，n表示移动接收端局部的第n个散射体。
4.根据权利要求1所述的基于几何的非平稳V2VMIMO信道建模方法，其特征在于：所述步骤(3)中多普勒相移的计算步骤为：
(4a)建立以移动发射端OT和移动接收端OR为散射体圆环中心的坐标系，移动发射端OT的散射体用表示，移动接收端OR散射体用表示；记录t0时刻移动发射端OT和移动接收端OR以及散射体的坐标，并计算出t0时刻的离开角和到达角AOA
其中，atan2(y,x)表示四象限反正切函数，(ym,xm)表示在xOTy坐标系中散射体的坐标；表示在aORb坐标系中散射体的坐标，AOD和AOA的角度范围在-π和π之间，即
(4b)根据移动发射端的运动因素，获得t0+t时刻移动发射端和移动接收端的新位置OT’和OR’的坐标，并依据散射体坐标计算t0+t时刻时变和时变
式中：atan2(y,x)表示四象限反正切函数，ym、xm表示散射体S(m)T在xOTy坐标系中的坐标，表示OT和OT’间距离，βT表示移动发射端的运动方位角，bn、an表示散射体S(n)R在aORb坐标系中坐标，表示OR和OR’间距离，βR表示移动接收端的运动方位角；
利用泰勒级数对和线性近似，得到：
式中：分别表示Φ(m)T(t)和Φ(n)R(t)泰勒展开式的1阶导系数；Φ(m)T表示t0时刻经散射体...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹柏强，侯金波，王署东，何怡刚，李兵，佐磊，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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