基于多天线MIMO 3D空心椭球的统计信道建模方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于多天线MIMO3D空心椭球的统计信道建模方法
本专利技术属于无线通信
，尤其是涉及一种基于多天线MIMO3D空心椭球的统计信道建模方法。
技术介绍
近年来，在无线通信中对MIMO(multiple-inputmultiple-output)系统的研究越来越多，建立能够准确描述信道多径效应的无线信道模型，对于研究无线移动通信系统有着重要的作用。鉴于3D空间域信道模型描述波达信号的精确性，有一些研究员提出了3D空间模型，这些信道模型更加符合实际移动通信环境。K.B.Baltzis提出了一种3D信道模型，基站BS的位置在离地面有一定的高度，而散射体分布空间则是一个2-D平面空间的圆形区域，这种模型更精确地符合宏小区(Macrocell)环境的时空特征。S.J.Nawaz提出一种在基站BS有指向性天线的3D空间信道模型，引入了主瓣宽度为2α的指向性天线。但是在某些特定的市区蜂窝小区移动通信环境下，比如在某个足球体育场上或者在某个大型购物商场里，而发射信号台在某幢高楼上，这使得移动台周围散射体可能很少，甚至于为零。目前尚缺乏针对微小区的较为精确的信道模型。此外，在移动通信系统性能中，信道容量能够全面的显示MIMO系统的性能特点。在研究MIMO信道容量之前，首先需要研究的是MIMO阵列天线的各阵元间的空间衰落相关性(SFC:spatialfadingcorrelation)。而阵元间相关性主要取决于入射信号的角度扩展，但是现有信道模型中入射信号的到达角度(AOA：angleofarrival)分布都是均匀分布、高斯分布以及拉普拉斯分布，缺乏真实的空间统计信道
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多天线MIMO3D空心椭球的统计信道建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立多天线MIMO3D空心椭球统计信道的模型，包括基站和移动台，以移动台MS为原点，建立三维坐标系和空心椭球模型，所述空心椭球模型内分布有散射体，以移动台MS为中心的椭圆球体内部空心空间内不存在散射体，模型中rb为基站到某个散射体的距离，φb为基站到某个散射体的方位角，βb为基站到某个散射体的俯仰角，rm为移动台到某个散射体的距离，φm为移动台到某个散射体的方位角，βm为移动台到某个散射体的俯仰角，DLos为基站和移动台之间的直达距离，D为基站和移动台之间的水平距离，H为基站离地面的垂直高度，a1为散射体3D椭圆球体空间的长轴，a2为散射体3D椭圆球体空间的短轴，ρb为rb在水平面内的投影，b1为散射体3D椭圆球体内部空心空间的长轴，b2为散射体3D椭圆球体内部空心空间的短轴；步骤二：计算到达角度AOA的概率密度函数：步骤二-1：计算3D空心椭球移动台端方位角和俯仰角的AOA概率密度函数(1)定义散射体分布函数：式中，I是空心椭圆球体的散射体分布空间，空间体积V为：(2)通过雅可比式将坐标(xm，ym，zm)转换为(rm，φm，βm)：(3)由上式对rm进行积分得到p(βm，φm)概率密度函数：其中，(4)由p(βm，φm)概率密度函数对βm直接积分得到方位角的边缘密度函数p(φm)：(5)由p(βm，φm)概率密度函数对φm积分得到俯仰角的边缘密度函数p(βm)：步骤二-2：计算基站端方位角和俯仰角的AOA概率密度函数(1)计算基站端的方位角和俯仰角的联合分布函数p(βb，φb)：式中，ρb1、ρb2分别是和在水平面内的投影，而和是在BS端一定角度(βb，φb)情况下与散射体空间相交的距离，其中，(2)计算基站方位角的边缘密度函数p(φb)：(3)根据散射体区域投影的面积Aφ，计算AOA方位角的边缘密度函数：sinφm＝(a1/D)和sinφ′m＝(a2/D)；(4)计算垂直面内边缘密度函数：其中，其中ρb1、ρb2、ρ′b1和ρ′b2分别是βb在某一取值范围内相对应的值，βmin≤βb≤βmax，且
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