正交信道矩阵的建模方法技术

本发明专利技术涉及无线信道建模技术领域；目前常用的正交信道都是针对单基站或者单终端进行正交信道建模，缺乏针对多基站或者多终端实现任意维度的正交信道。本发明专利技术提出了正交信道矩阵的建模方法，实现天线较少一端的正交信道建模方法，即可以实现基站侧或者终端侧的信道正交，其拥有实现简便，原理简单，可以无限扩展的优势；生成任意指定维度的正交信道矩阵建模方法，即基于三角坐标系的正交原理，可以实现任意维度的正交建模。

【技术实现步骤摘要】
正交信道矩阵的建模方法
本专利技术属于无线信道建模
，具体涉及正交信道矩阵的建模方法。
技术介绍
在MIMO无线信道建模中，正交信道是一种十分特殊的信道模型。MIMO通信系统由于衰落信道的存在会影响其信道容量，但是正交信道作为一种理论上存在的信道模型，可以帮助MIMO通信系统达到信道容量峰值，该值可以作为后续衰落信道容量测试的上界去指导后续的系统优化与无线信道测试，所以其是信道仿真测试的关键一环。目前常用的正交信道都是针对单基站或者单终端进行正交信道建模，缺乏针对多基站或者多终端实现任意维度的正交信道。因此,现阶段需设计正交信道矩阵的建模方法,来解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供正交信道矩阵的建模方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，如：目前常用的正交信道都是针对单基站或者单终端进行正交信道建模，缺乏针对多基站或者多终端实现任意维度的正交信道。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：正交信道矩阵的建模方法，包括以下步骤：把多基站或者多终端的天线对应看成一个基站或者一个终端，实现天线较少一端的正交信道建模；定义基础方阵为：拼接方阵为：假设需要生成M×N的正交信道矩阵，当M＞N时，(1)首先计算M×M的正交信道矩阵，假设M＝2q，q∈[1,+∞)，且q为正整数，假设p∈[1,q]，且pi是向量p中的一个元素，i∈[1,2,…,N]，可知pN＝q；(2)如果pi＜q，则生成的正交信道矩阵，则其中B(1,1)表示拼接方阵B中第一行第一列的元素；(3)如果pi+1≤q，则运行步骤(2)；如果pi+1＞q，则为M×M的正交信道矩阵；(4)对进行截取，得到M×N正交信道矩阵；当M≤N时，同理执行步骤(1)-(4)。进一步的，步骤S1中，假设需要生成M×N的正交信道矩阵时，M和N需要满足以下条件：如果M＞N，则M必须满足2的整数次幂，N为任意整数；如果M≤N，则N必须满足2的整数次幂，M为任意整数。进一步的，当M为4,、N为3时，首先生成4×4的正交信道矩阵：对4×4矩阵进行裁剪，得到4×3的信道矩阵；进一步的，当需要生成任意指定维度的正交信道矩阵时具体步骤如下；步骤(1)指定需要正交的维度C和积分区间离散的个数C′；步骤(2)在向量[cosx,sinx,cos2x,sin2x,…cosnx,sinnx…]中随机选取C个元素c(x)＝[c1(x),c2(x),…,cC(x)]T；步骤(3)对[-π,π]进行C′均等分，得到向量：d＝[-π,-π+Δc′,-π+2Δc′,…,π-Δc′]，步骤(4)把d中的元素逐一带入到c(x)中即可得到指定正交维度的正交信道矩阵M×N。进一步的，在步骤(4)的基础上还包括步骤(5)，即对生成的正交信道矩阵进行检查以避免M×N中出现重复的行或者列。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本方案的一个创新点在于，完成天线较少一端的正交信道建模，可以实现基站侧或者终端侧的信道正交，其拥有实现简便，原理简单，可以无限扩展的优势；并且，基于三角坐标系的正交原理，可以实现任意维度的正交建模。附图说明图1是本专利技术具体实施方式的实现天线较少一端的正交信道建模方法步骤示意图。图2是本专利技术具体实施方式的生成任意指定维度的正交信道矩阵建模方法步骤示意图。具体实施方式下面结合本专利技术的附图1-2，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例：如图1所示，因此提出正交信道矩阵的建模方法，包括以下步骤：把多基站或者多终端的天线对应看成一个基站或者一个终端，实现天线较少一端的正交信道建模；定义基础方阵为：拼接方阵为：假设需要生成M×N的正交信道矩阵，当M＞N时，(1)首先计算M×M的正交信道矩阵，假设M＝2q，q∈[1,+∞)，且q为正整数，假设p∈[1,q]，且pi是向量p中的一个元素，i∈[1,2,…,N]，可知pN＝q；(2)如果pi＜q，则生成的正交信道矩阵，则其中B(1,1)表示拼接方阵B中第一行第一列的元素；(3)如果pi+1≤q，则运行步骤(2)；如果pi+1＞q，则为M×M的正交信道矩阵；(4)对进行截取，得到M×N正交信道矩阵；当M≤N时，同理执行步骤(1)-(4)。进一步的，步骤S1中，假设需要生成M×N的正交信道矩阵时，M和N需要满足以下条件：如果M＞N，则M必须满足2的整数次幂，N为任意整数；如果M≤N，则N必须满足2的整数次幂，M为任意整数。进一步的，当M为4,、N为3时，首先生成4×4的正交信道矩阵：对4×4矩阵进行裁剪，得到4×3的信道矩阵；同理，如果需要8×8的信道矩阵，则可以利用上述方法对S2分别乘以拼接方阵B中的元素得到。同时，合理选择基矩阵A和拼接方阵B，可以实现生成正交信道矩阵的多样性。该方法可以实现天线较少一端的正交信道建模，且实现简单，由于是迭代生成，支持天线的无限扩展。在某些特殊的场景中，会用到任意维度的正交信道模型，假如存在32×8MIMO信道模型，使用上述方法只能生成8个正交的link(每一个基站天线到一个终端天线的逻辑连接称为一个link)，如果需要32个link是正交的，则需要使用下述方法。即；根据三角函数的正交定理：组成三角级数的函数系1，cosx,sinx,cos2x,sin2x,…,cosnx,sinnx,…在[-π,π]上正交，即其中任意两个不同的函数之积在[-π,π]上的积分等于0：上述公式中，m＝[0,1,2,…]，n＝[0,1,2,…]。根据上述公式，如果生成M×N的正交信道矩阵(M,N均为正整数)，对需要正交的维度C，(C是M或者N)，在向量[cosx,sinx,cos2x,sin2x,…cosnx,sinnx…]中随机选取C个元素，同时用另一个维度C′(C′是M或者N)对[-π,π]进行均分，即积分进行离散化，则积分结果可以满足：∑cosnxsinmxdx≈0，m≠n；∑sinnxsinmxdx≈0，m≠n；∑cosnxcosmxdx≈0，m≠n且离散化的越大，正交的结果越精确。如图2所示，当需要生成任意指定维度的正交信道矩阵时具体步骤如下；步骤(1)指定需要正交的维度C和积分区间离散的个数C′；步骤(2)在向量[cosx,sin本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.正交信道矩阵的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：/n把多基站或者多终端的天线对应看成一个基站或者一个终端，实现天线较少一端的正交信道建模；/n定义基础方阵为：/n

【技术特征摘要】
1.正交信道矩阵的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
把多基站或者多终端的天线对应看成一个基站或者一个终端，实现天线较少一端的正交信道建模；
定义基础方阵为：



拼接方阵为：



假设需要生成M×N的正交信道矩阵，
当M＞N时，
(1)首先计算M×M的正交信道矩阵，假设M＝2q，q∈[1,+∞)，且q为正整数；假设p∈[1,q]，且pi是向量p中的一个元素，i∈[1,2,…,N]，可知pN＝q；
(2)如果pi＜q，则生成的正交信道矩阵



其中B(1,1)表示拼接方阵B中第一行第一列的元素；
(3)如果pi+1≤q，则运行步骤(2)；如果pi+1＞q，则为M×M的正交信道矩阵；
(4)对进行截取，得到M×N的正交信道矩阵；
当M≤N时，同理执行步骤(1)-(4)。


2.如权利要求1所述的正交信道矩阵的建模方法，其特征在于，步骤S1中，假设需要生成M×N的正交信道矩阵时，M和N需要满足以下条件：
如果M＞N，则M必须满足2的整数次幂，N为任意整数；
如果M≤N，则N必须满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，张吉林，李文军，沈亮，王维，
申请(专利权)人：成都坤恒顺维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51