一种基于角度联合概率的非对称波束信道多径演化方法技术

本发明专利技术提供了一种基于角度联合概率的非对称波束信道多径演化方法。该方法包括：采用泊松过程确定多径簇的生成时刻，采用取整的Gamma分布生成某时刻的多径簇的多径数目；对每条多径根据Gamma分布函数生成准到达角，采用混合高斯分布刻画准到达角与准离开角间的关系，采用指数函数和正态分布刻画准达到角与多径传播时延间的关系并生成传播时延；根据收发端的波束主瓣宽度，筛选掉准到达角超出接收波束范围外或准离开角的多径；更新终端位置，计算每条多径的生存概率，对每条多径赋予生灭特性，直至指定仿真时刻。本发明专利技术弥补了现有随机信道建模理论中未考虑到达角与离开角间的联合分布，为非对称波束这一特殊模式下的无线信道建模提供了一种新方法。信道建模提供了一种新方法。信道建模提供了一种新方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于角度联合概率的非对称波束信道多径演化方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于角度联合概率的非对称波束信道多径演化方法。

技术介绍

[0002]2019年，5G商用牌照将发放，我国正式进入5G商用元年。作为5G中的关键技术之一，MIMO(Multiple Input Multiple Output,多输入多输出系统)技术和波束赋形技术，不仅能通过利用空间资源大幅度提高数据速率，大大提高了频带利用率，还能克服高频段信号严重的路径损耗，因而吸引了学术界和工业界的广泛关注。目前采用的毫米波MIMO全数字/混合多波束阵列是将收发阵列进行对称设计，即收发通道数目相同，产生的收发波束宽度也一致，但是该方法信号处理复杂度高、成本昂贵、功耗大。对此，部分学者提出了非对称波束的概念，以期在逼近系统最佳性能的同时，克服上述瓶颈问题。非对称波束，即收发端波束不对称，具有波束扫描范围广、波束对准和管理较容易、波束追踪速度快、系统容量高、硬件设计复杂度低等优点。因此，准确、高效的非对称波束信道模型对于研究、分析非对称波束场景下的电波传播特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于角度联合概率的非对称波束信道多径演化方法，其特征在于，包括：采用泊松过程确定多径簇的生成时刻，采用取整的Gamma分布生成某时刻的多径簇的多径数目；对每条多径根据Gamma分布函数生成准到达角，采用混合高斯分布刻画准到达角与准离开角间的关系，基于准到达角生成准离开角，采用指数函数和正态分布刻画准达到角与多径传播时延间的关系并生成传播时延；根据收发端的波束主瓣宽度，筛选掉准到达角超出接收波束范围外或准离开角的多径；更新终端位置，计算每条多径的生存概率，对每条多径赋予生灭特性，重复上述处理过程，直至指定仿真时刻。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多径簇的生成时刻服从泊松过程，泊松过程表示为：其中Δt表示信道变化的最小时间间隔，n是自然数，t
k
和t
k
‑1分别表示第k个与第k
‑
1个多径簇生成时刻，参数λ
birth
表示多径簇的生成速率；所述取整的Gamma函数表示为：其中符号表示四舍五入运算，d(t
k
)表示在时刻t
k
时收发端间的直线距离，参数A用于控制最大多径数目，参数B用于控制多径生成速率，参数C用于控制多径消亡速率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的准到达角指的是多径末次反射点与终端所构成的矢量与收发端直射径矢量间所呈的夹角，表示为：其中β表示准到达角，表示从多径的发射端位置至接收端位置的LOS矢量，表示多径末次反射点位置与终端位置所构成的矢量，符号<
·
>表示矢量内积，符号||
·
||表示矢量求模；所述准离开角指的是多径发射点与多径首次反射点所有成的矢量与收发端LOS径间所呈的夹角，表示为：其中α表示准到达角，表示发射端位置与首次反射点位置所构成的矢量；所述的准到达角β服从Gamma分布，具体表达式如下：其中a是形状参数，b是尺度参数，Γ(
·
)表示Gamma函数，β
n
表示第n条多径的准到达角；所述的采用高斯混合分布来刻画准到达角β与准离开角α间的关系，具体表达式如下：
其中K表示高斯分量的数目，表示包含准到达角和离开角的数据，ρ
k
表示第k个高斯分量所占的比例，表示第k个高斯分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉驰，刘留，谈振辉，王凯，周涛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：